通过光催化技术实现绿色能源和制备化学品进行结合是符合可持续发展要求的方向,但是面临着需要发展多功能催化体系的挑战。
有鉴于此,苏州大学康振辉教授、江苏大学施伟东研究员、毛宝东教授、颜伟城教授、李龙华副研究员、刘艳红等报道Cu-ZnIn2S4纳米片和碳点作为结构单元构筑光催化剂,实现了反应、传质、纳米空间分离等功能的集成,模拟了纳米反应器的概念。
本文要点
(1)
这种多功能集成光催化体系显著增强了苄醇氧化和产氢的耦合催化活性,H2/苯甲醛的产率分别达到45.95/46.47 mmol g-1 h-1,比ZnIn2S4分别高36.87倍和36.73倍。通过原位光谱表征和理论计算内建电场,是导致催化活性增强的原因。
(2)
通过Cu(II)促进中间体的构象翻转和随后的π-π共轭使得对苯甲醛的选择性接近100 %。这项研究展示了光催化纳米反应器的设计思想。
参考文献
Qitao Chen, Baodong Mao, Yanhong Liu, Yunjie Zhou, Hui Huang, Song Wang, Longhua Li, Wei-Cheng Yan, Weidong Shi & Zhenhui Kang, Designing 2D carbon dot nanoreactors for alcohol oxidation coupled with hydrogen evolution. Nat Commun 15, 8052 (2024).
DOI: 10.1038/s41467-024-52406-2