光催化H2O2生产与有机合成的协同耦合在将太阳能转化为可储存的化学能方面具有广阔的前景。然而，传统的粉末光催化剂团聚严重，光吸收有限，气体反应物可及性差，难以重复使用，这极大地阻碍了其大规模应用。

近日，武汉理工大学余家国教授，Liuyang Zhang通过水热法和光沉积法将疏水性TiO₂和Bi₂O₃固定在轻质聚苯乙烯(PS)球上，合成了一种可漂浮的复合光催化剂。

文章要点

1）可漂浮的光催化剂不仅是太阳光透明的，而且提高了反应物和光催化剂之间的接触。因此，可漂浮的S-scheme TiO₂/Bi₂O₃光催化剂具有1.15 mM h^-1的显著提高的H₂O₂产率，同时实现糠醇转化为糠酸。

2）研究人员通过原位辐照X射线光电子能谱和飞秒瞬态吸收谱分析，系统地研究了该机制和动力学。原位傅里叶变换红外光谱和密度泛函理论(DFT)计算揭示了糠酸形成的机理。

这种巧妙设计的可漂浮光催化剂不仅为最大化光催化反应动力学提供了见解，而且为高效多相催化提供了新的途径。

参考文献

Bowen He, et al, Cooperative coupling of H₂O₂ production and organic synthesis over floatable polystyrene sphere-supported TiO₂/Bi₂O₃ S-scheme photocatalyst, Adv. Mater. 2022

DOI: 10.1002/adma.202203225

https://doi.org/10.1002/adma.202203225