大多数有机化合物的合成通常都是在高温高压下进行的，这导致了大量的能源消耗和浪费。非均相光催化氧化有可能为大多数重要工业化学品的合成提供一条绿色路线。影响光催化有机合成效率的主要限制因素是缺乏高选择性。

有鉴于此，英国伦敦大学学院唐军旺教授等人，概述了对光催化有机氧化中涉及的活性氧的基本理解，并进一步介绍了几种关键氧化反应的一般机理。重点讨论了提高高价值化学品选择性的多种策略，包括能带工程、金属负载、杂化材料和缺陷工程，主要目的是强调基于反应机理的催化剂设计方案。最后，全面讨论了开发高选择性氧化光催化剂的困难和挑战，以指导今后的研究方向。

本文要点

1）尽管选择性光催化氧化是环境友好的，在非常温和的条件下运行且具有可持续性，但与其他应用（例如在环境保护中有机物的完全分解）相比，它的应用面临更多的困难和挑战。选择性氧化的关键问题是活性氧和吸附-解吸行为的控制。

2）在过去的几十年里，光催化氧化技术取得了长足的进展。除了介绍光催化的基本机理外，还介绍了典型的氧化反应，并重点介绍了提高光催化选择性的关键策略。通常，这些策略对光催化有机氧化有积极的作用，如拓宽光吸收区域，促进载流子的分离和传输，促进反应物的吸附和活化过程，这些都是光催化过程中的关键步骤。

3）尽管在开发和理解用于有机合成的光催化氧化方面取得了进展，但在该领域仍需克服三个主要挑战。第一个挑战是更好地理解反应动力学以及添加缺陷所起的作用。第二个挑战是原位观察反应机理，其中涉及活性位点的表征和光催化反应过程中中间体的转化。最后的挑战是开发更可靠的方法来实现高效光催化剂的合理设计，进一步提高光催化氧化的选择性对催化剂合成提出了更高的要求。

参考文献：

Lunqiao Xiong et al. Strategies and Challenges on Selectivity of Photocatalytic Oxidation of Organic Substances. Advanced Energy Materials, 2021.

DOI: 10.1002/aenm.202003216

https://doi.org/10.1002/aenm.202003216