【解读】ACB:镉铟金属硫化物促进5-羟甲基糠醛选择性光催化氧化

发布于 2021-09-27 10:33

日前，天津大学环境学院吕学斌教授团队发表研究文章，开发了一种新型镉铟金属硫化物并在可见光和空气条件下实现了HMF的高效光催化选择性氧化合成DFF。文章表明，通过一步水热法制备出由一维CdS纳米棒和三维立方相CdIn2S4组成的CdxInyS(x+1.5y)光催化材料，当Cd:In>1:2时，在水热合成过程中生成了由一维纳米棒状CdS和立方相CdIn2S4组成的CdS-CdIn2S4异质结结构，CdS纳米棒的存在有效促进了CdxInyS(x+1.5y)复合材料的光生电子与空穴对的分离并实现了光生载流子的跨界转移。光催化反应实验发现CdxInyS(x+1.5y)光催化材料在在水介质、无高温高压、无添加剂及自然条件下对HMF的选择性催化氧化至DFF具有很高的活性。通过ESR以及捕捉剂实验揭示了空穴和超氧根离子的协同作用在CdxInyS(x+1.5y)材料在温和的条件下催化转化HMF到DFF过程中的关键作用。该研究不仅证明了CdxInyS(x+1.5y)材料在生物质向增值化学品光催化转化的可能性及潜力，而且还提供了一种利用一维CdS纳米棒构建高效可见光驱动复合光催化剂的可行方法。

上述研究成果目前已在线发表于国际期刊《Applied Catalysis B: Environmental》。《Applied Catalysis B：Environmental》（中科院1区，TOP期刊，IF=19.503）是Elsevier旗下的权威国际期刊，该期刊通常仅报道具有高度新颖性、创新性和影响力的研究成果。文章通讯作者为吕学斌教授，第一作者为天津大学环境学院2020级博士生张明，通讯单位为西藏大学和天津大学。近年来，吕学斌教授团队在新型催化材料及其生物质衍生能源分子催化转化应用方面取得了一系列研究成果，相关研究成果发表于《Angewandte Chemie International Edition》、《Applied Catalysis B：Environmental》、《Renewable & Sustainable Energy Reviews》、《Green Chemistry》、《ACS Sustainable Chemistry & Engineering》、《ChemSusChem》等高水平国际期刊。

文章信息：One-step hydrothermal synthesis of CdxInyS(x+1.5y) for photocatalytic oxidation of biomass-derived 5-hydroxymethylfurfural to 2,5-diformylfuran under ambient conditions. Ming Zhang, Zhihao Yu, Jian Xiong, Rui Zhang, Xinzhong Liu, Xuebin Lu*. Applied Catalysis B: Environmental.

DOI: 10.1016/j.apcatb.2021.120738.