四川大學(xué)化學(xué)學(xué)院胡常偉教授和瓦倫西亞理工大學(xué)化學(xué)技術(shù)研究所Hermenegildo García教授團(tuán)隊(duì)在ChemSusChem期刊發(fā)文對(duì)富含氧空位的Ni/TiO2光催化轉(zhuǎn)化生物質(zhì)制備合成燃料的應(yīng)用進(jìn)行了探討，文章重點(diǎn)討論了通過(guò)NaBH4處理TiO2產(chǎn)生的氧空位與負(fù)載的金屬Ni共同提升了光催化活性，以辛酸為原料揭示了H·捕獲與烷基自由基聚合的競(jìng)爭(zhēng)反應(yīng)機(jī)制。
脂肪酸通過(guò)傳統(tǒng)的熱催化轉(zhuǎn)化制備燃料通常需要高溫高壓的苛刻條件，并且高溫下可能導(dǎo)致羧酸偶聯(lián)和其他副反應(yīng)的發(fā)生。而光催化反應(yīng)通常在溫和條件下即可進(jìn)行，因此通過(guò)光催化脫羧將羧酸轉(zhuǎn)化為合成燃料具有重要的研究意義。
近日，四川大學(xué)化學(xué)學(xué)院胡常偉教授和瓦倫西亞理工大學(xué)化學(xué)技術(shù)研究所Hermenegildo García教授團(tuán)隊(duì)，通過(guò)NaBH4還原的方法制備了富含氧空位的TiO2，進(jìn)一步以常規(guī)浸漬法和程序升溫還原沉積金屬Ni。于室溫下、0.2 bar條件下光催化轉(zhuǎn)化辛酸(C8H16O2)制備得到高選擇性的正庚烷(C7H16)和十四烷(C14H30)，多次反應(yīng)后該催化劑仍具有較高的光穩(wěn)定性。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，適宜的氧空位濃度有利于增加電荷載流捕獲位點(diǎn)增強(qiáng)催化活性。TiO2吸收光導(dǎo)致電荷分離產(chǎn)生電子e-和空穴h+，電子e-遷移到Ni納米粒子，從而增強(qiáng)催化劑的電荷分離效率。辛酸與h+反應(yīng)產(chǎn)生辛?；杂苫M(jìn)一步脫羧生成庚基自由基與CO2，庚基自由基被Ni表面結(jié)合的或者氫溢流產(chǎn)生的H·原子捕獲生成正庚烷，或者與其他庚基偶聯(lián)形成十四烷。 總的來(lái)說(shuō)，該研究探索了TiO2氧空位濃度對(duì)光催化活性的影響以及金屬Ni作為助劑增強(qiáng)光催化劑的電荷分離效率。對(duì)溫和條件下的生物質(zhì)轉(zhuǎn)化，尤其是脂肪酸脫羧制備合成燃料方面具有重要意義。 論文信息： Synthetic fuels from biomass. Photocatalytic hydrodecarboxylation of octanoic acid by Ni nanoparticles deposited on TiO2 Xiangze Du, Yong Peng, Josep Albero, Dan Li, Prof. Changwei Hu, Prof. Hermenegildo García ChemSusChem DOI: 10.1002/cssc.202102107
