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1、甲醇升級需怎樣？硫化鋅銦與陽光即可！
廈門大學王野教授課題組近日報道了一種二元金屬硫化物催化劑，Zn2In2S5。該催化劑可在室溫下藉助可見光催化甲醇氧化偶聯生成乙二醇的反應。相關工作近日已發表在 Chemical Communications上 ，並被選為封面論文。
本文所報道的金屬硫化物催化劑亦可活化其他醇類的 C—H 鍵並催化相關氧化偶聯反應，如由乙醇製備 2,3-丁二醇。
Chemical Communications, 2020
DOI: 10.1039/c9cc09205f
2、酮類遠芳基化反應中光催化劑的C-C鍵形成
交叉偶聯反應已被廣泛應用於C-C鍵的形成，對當今的化學合成具有重要意義。在溫和條件下以及在無應力分子中激活動力學惰性和熱力學穩定的C-C鍵仍然是一個挑戰。酮遠程位點的功能化已經取得了長足的進展。然而，還沒有開發出一種使用現成的起始材料並且對酮的遠程芳基化具有廣泛的基團耐受性的方法。近日，Long Huang, Magnus Rueping, 和他的同事開發出一種從叔醇中提取酮的強大的遠程定點芳基化反應。
叔醇的C-C鍵斷裂是通過協同質子耦合電子轉移循環實現的，由此產生的烷基自由基與鎳催化循環耦合。這一組合為這些具有挑戰性的C-C鍵的產生提供了一個強大的平臺，可進一步用於通過C-C鍵裂解設計其他類型的光介導交叉耦合。
J. Am. Chem. Soc. 2020
DOI: 10.1021/jacs.9b12490
3、光催化合成策略和Cu催化劑在新型藥物合成中的重要應用
光催化在大型化工生產中的應用似乎並不多見，但是其在藥物合成中卻越來越顯示出其獨特優勢。近年來，雙環[1.1.1]戊烷（BCP）作為新藥合成中的一種明星橋環骨架，在新藥界脫穎而出。有鑑於此，美國普林斯頓大學的David W. C. MacMillan教授課題組通過將銅催化和光催化結合，開發了一種全新的雙環[1.1.1]戊烷（BCP）合成方法，開拓了藥物合成的反應路徑。
Nature, 2020.
DOI:10.1038/s41586-020-2060-z
4、單層Bi2WO6的亞表面缺陷工程提高其光催化活性
近日，比利時魯汶大學Maarten Roeffaers教授團隊聯合福州大學的龍金林研究員團隊利用單層Bi2WO6（MonoBT）的層狀三明治結構[BiO]+-[WO4]2--[BiO]+成功引入了非表面W缺陷（DefectBT），並以此為模板催化劑，研究非表面缺陷在光催化反應中所起的作用，在太陽光照射下實現了苯甲醇的高效高選擇性氧化生成苯甲醛。這一缺陷態是通過改變MonoBT水熱合成過程中的溫度和時間，從而影響WO4的晶化以及WO4和BiO的組裝的過程，控制W缺陷在WO4層中生成。
DefectBT在苯甲醇的光催化含氧選擇性氧化反應中表現出令人欣喜的反應活性，8小時內實現了55%的轉化率以及接近100%的苯甲醛的選擇性，這一研究為缺陷光催化研究打開了一個新的方向，為未來研究設計非表面缺陷的提供了借鑑。
ACS Catal., 2020
DOI: 10.1021/acscatal.9b04789
5、從廢塑料到CO2再到C2燃料，全靠光催化
中國科學技術大學的謝毅院士和孫永福教授團隊在模擬的自然環境下，通過光誘導C-C裂解和偶聯途徑，實現了各種廢塑料向C2燃料的高選擇性轉化。採用這種方法，聚乙烯只需要40小時就能被Nb2O5光催化降解為CO2，其轉化效率為100％。隨後生成的CO2可以進一步選擇性光還原為CH3COOH。
該工作報道了在模擬自然環境下，通過設計光誘導的C-C鍵裂解和偶聯反應，將多種廢塑料以高的選擇性轉化為C2燃料，該過程無需使用犧牲劑。以PE為例，採用Nb2O5催化劑可以在40h內100％光降解PE。隨著PE光降解成CO2，所產生的CO2可以進一步被光還原，並選擇性生成CH3COOH。此外，原位ESR光譜、同步輻射SVUV-PIMS光譜、UV-vis吸收光譜、H218O和18O2同位素標記實驗表明，PE經歷了由O2和‧OH基團引發的C-C鍵裂解，並形成CO2。通過D2O和13CO2同位素標記實驗，經原位FTIR光譜分析發現，所產生的CH3COOH來源於中間產物‧COOH的C-C偶聯作用，而‧COOH是通過CO2的光還原產生而不是PE的直接光降解產生。簡而言之，這項工作不僅首次報告了在短時間內完全光降解塑料，而且還清楚地揭示了兩步式塑料-燃料光轉化機理。可以預期，將來通過合理設計光催化劑，同時優化C-C鍵斷裂和偶聯過程，在自然環境下將塑料廢物高效光轉化為多碳燃料。
Angew. Chem. Int. Ed，2019
DOI: 10.1002/anie.201915766
6、用於二氧化碳還原的Z-型光催化系統
近日，廈門大學馬來西亞分校Wee-Jun Ong（王偉俊）教授等人針對近些年來在光催化還原CO2和Z-型的原理和最新進展。接下來是討論最新的Z-型光催化CO2還原；同時也討論了影響光活性的主要因素（例如：表面、形態、CO2吸附、產物脫附等）。另外，將討論可以促進光催化前景的進一步修飾（例如：摻雜，負載助催化劑和刻面工程）。同時，評估Z-型電荷轉移機理的確認方法。最後，闡明瞭Z-型光催化系統在CO2還原中未來發展的結論，挑戰和前景，將其作為藍圖和範式向可再生能源驅動的未來化學工業的轉變。
Angew. Chem. Int. Ed. 2020
DOI: 10.1002/anie.201914925
7、回顧MOF光催化劑用於生成太陽能燃料
暨南大學的李丹教授與日本國立材料科學研究所（NIMS）的葉金花教授總結了MOF作為光催化劑生成太陽能燃料的最新進展。在這篇綜述中，作者們首先討論了太陽能燃料生成和MOF相關的背景；隨後，提出了幾種設計穩定MOF的策略；再次，總結了近年來用於合成高效太陽能燃料的MOF的新方法；最後，討論了使用MOF作為光催化劑生成太陽能燃料的挑戰和未來前景。希望這篇綜述能為設計高度穩定的MOF提供更深入的理解，併為其在光催化生產太陽能燃料方面提供新的觀點。
Solar RRL, 2020
DOI: 10.1002/solr.201900547
8、高效TiO2光催化中的電子自旋極化態調控
天津大學鄒吉軍、潘倫團隊與理學院米文博教授合作，以銳鈦礦型TiO2光催化劑為例，可控制備了具有不同鈦缺陷濃度的TiO2，深入探究了電子自旋極化狀態和光催化性能的內在聯繫。結果表明，具有最大程度空間自旋極化狀態的缺陷型Ti0.936O2可以有效增強電荷的分離效率並促進表面反應，表現出最佳的光催化性能。同時，外加磁場可進一步促進自旋極化Ti0.936O2的光催化活性。
本文采用金屬缺陷調控的手段實現了對TiO2的電子自旋極化狀態的調控；在費米麵附近空間自旋極化的增強一方面抑制了被激發電子傳輸中與自旋向下空穴的複合，另一方面抑制了相反自旋極化方向羥基自由基的副反應（生成H2O2），從而提高了電荷分離效率和表面催化反應選擇性；本文為首次報道空間電子自旋極化對光催化活性的影響機制，且該機制同樣適用於電催化和熱催化等涉及電荷傳遞和表面自由基反應的過程，對揭示電子自旋極化與催化機制的關係提供重要的理論和實驗支撐。
Nat. Commun., 2020
DOI: 10.1038/s41467-020-14333-w
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