光/电催化C1分子C-C偶联综述发表于Energy Environ. Sci.

发布日期:2020-11-05     浏览次数:次   

我院王野教授研究团队与中国石化上海石油化工研究院王仰东教授级高工应邀合作撰写的综述性论文Photocatalytic and electrocatalytic transformations of C1 molecules involving C?C coupling发表于Energy & Environmental Science, DOI: 10.1039/D0EE01860K。该综述总结了近年光催化和电催化C1分子C-C偶联制化学品和燃料领域的研究进展,并对该领域存在的关键挑战和未来的发展方向进行展望。

碳一化学是将C1分子转化为高值化学品的化学,在天然气、煤、生物质和CO2等非石油碳资源的转化利用中发挥着重要作用,是近年化学研究的热点。光催化和电催化已成为温和条件下高效活化和选择转化C1分子的有效途径,近二十年获得了蓬勃的发展。虽然已有针对特定C1分子的光催化或电催化转化的综述论文发表,然而很少有综述将多种C1分子的光催化和电催化转化的C-C偶联过程进行系统梳理。

生成多碳化合物(C2+)关键在于C1分子的选择活化和可控C-C偶联。王野教授团队一直致力于C1分子的可控催化研究,不仅在热催化中发展了接力催化的新方法用于COCO2CH4等的选择转化(Nat. Commun., 2020, 11, 827; Chem. Soc. Rev., 2019, 48, 3147; Angew. Chem. Int. Ed., 2018, 57, 12012; Chem, 2017, 3, 334; Angew. Chem. Int. Ed., 2016, 55, 4725),还发展了CO2CH3OH等的光催化和电催化转化新过程和高效催化剂(Nat. Catal., 2020, 3, 478; Nat. Commun., 2019, 10, 892; Nat. Commun., 2018, 9, 1181)。在深入理解C1分子的选择活化和可控C-C偶联的基础上,该综述总结介绍了典型的C1分子(包括CO2COCH4CH3OHHCHO)光催化和电催化C-C偶联制C2+化合物的最新进展,分析了结构性能关系和控制活性及产物选择性的关键因素,并系统讨论了活性物种、反应中间体和反应或催化剂的作用机理。

该论文第一作者为固体表面物理化学国家重点实验室谢顺吉博士,我院王野教授、张庆红教授和中国石化上海石油化工研究院王仰东教授级高工为共同通讯作者,博士生马文超、张海坤、张会珍和博士毕业生吴雪娇参与了论文的整理和撰写。该研究得到了国家重点研发计划(2017YFB0602201)、国家自然科学基金(919453012197211521503176)等项目的资助。

论文链接:https://pubs.rsc.org/en/content/articlelanding/2020/ee/d0ee01860k


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