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通过自由基接力策略实现苯甲醇选择性活化与光电化学水氧化的耦合

DOI：10.1021/acscatal.0c00660 期刊：ACS Catalysis 出版年份：2020 更新时间：2025-09-23 15:21:01
摘要： 选择性氧化制备目标化学品通常需要在高温和/或高压下活化O?，这极大限制了其实际操作与应用。本研究提出一种耦合光电化学（PEC）水氧化的自由基接力策略，实现苯甲醇（BA）向苯甲醛（BAD）的高效选择性转化。光照下的BiVO?（BVO）光阳极表面覆盖超?。▇3 nm）水热合成层状双氢氧化物（U-LDH）催化剂与石墨烯（G），在1.2 V（vs. RHE）电位下对BAD的选择性超过99%。机理研究与密度泛函理论计算证实：水氧化产生的羟基自由基（?OH）通过氢键相互作用结合于U-LDH表面并降低能量。傅里叶变换红外光谱显示BA会吸附于U-LDH催化剂而BAD不会，因此该选择性不仅源于?OH自由基可控的氧化能力，更得益于目标产物在进一步氧化前从催化剂表面的脱附。本工作基于三元G@U-LDH@BVO催化剂，开创了温和条件下选择性氧化BA衍生物的新型PEC路径。
作者： Lan Luo，Zhoujun Wang，Xu Xiang，Dongpeng Yan，Jinhua Ye
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研究概述 实验方案 设备清单

研究目的

研究在温和条件下采用自由基接力策略结合光电化学（PEC）水氧化实现苯甲醇（BA）选择性氧化为苯甲醛（BAD）。

研究成果

该研究展示了一种成功的自由基接力策略，通过使用G@U-LDH@BVO光阳极的PEC系统，实现了BA向BAD的选择性氧化。高选择性归因于?OH自由基的受控氧化能力以及BAD从催化剂表面的脱附。该方法为芳香醇的选择性氧化提供了一种温和且高效的方法。

研究不足

该研究聚焦于特定条件下BA选择性氧化为BAD的过程，未探讨其对其他底物或不同条件的适用性。其机理依赖于水氧化产生的?OH自由基，这可能将应用范围限制在水氧化可行的体系中。

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