在生物多的光催化氧化过程中对TiO2进行相位依赖的选择性控制
Fuao Jia1, Hongru Zhou1, Min Wang1
1School of Chemistry, Dalian University of Technology, Dalian 116024, Liaoning, China. wangmin@dlut.edu.cn.
概括
控制二氧化 (TiO2) 阶段使生物聚合物的选择性光催化转化成为可能. 这个过程可以产生酸 (FA) 或一氧化碳 (CO),提供新的生物质价值化途径.
科学领域:
- 材料科学 材料科学 材料科学
- 催化剂是一种催化剂.
- 绿色化学 绿色化学
背景情况:
- 通过光催化氧化生物质的价值化提供了可持续的化学生产.
- 控制复杂生物聚合物的转化选择性仍然是一个重大挑战.
研究的目的:
- 开发一种选择性光催化工艺,用于将生物多聚合物转化为酸 (FA) 或一氧化碳 (CO).
- 阐明TiO2光催化中的相位依赖选择性的机制.
主要方法:
- 使用不同相的二氧化 (TiO2) 进行选择性光催化.
- 在现场使用福里埃变换红外光谱 (FTIR) 来监测反应中间体.
- 进行密度函数 (DFT) 计算,以了解吸附配置和反应途径.
主要成果:
- 从各种生物多聚合物中选择性地生产FA (可达63%的选择性) 或CO (可达52%的选择性) 通过控制TiO2阶段.
- 证明,鲁TiO2有利于FA的稳定性,而解酶TiO2促进FA脱水到CO.
- 确定了FA的相依附吸附配置作为影响选择性的关键因素.
结论:
- TiO2的阶段决定了酸的吸附和随后的转化.
- 解剖酶TiO2通过分子FA吸附和脱水促进CO的形成.
- Rutile TiO2 通过二酸脱离吸附促进FA稳定性,抑制进一步的转化.
- 这项工作为设计生物质转化选择性光催化系统提供了一种新的策略.
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