刘晓/贾法龙Appl. Catal. B.: 氧缺陷三氧化钨用于光催化环己烷氧化脱氢制环己烯

环己烷(C₆H₁₂)氧化脱氢生成环己烯(C₆H₁₀)过程中，由于过度脱氢和氧化会生成苯或环己醇等其他产物而导致选择性低。

华中师范大学刘晓和贾法龙等人报道了一种氧缺陷的三氧化钨(WO_3-x)，实现光催化C₆H₁₂氧化脱氢，具有高的C₆H₁₀选择性(~99%)和稳定性。

刘晓/贾法龙Appl. Catal. B.: 氧缺陷三氧化钨用于光催化环己烷氧化脱氢制环己烯

WO_3-x上氧空位的引入有利于C₆H₁₂的吸附，WO_3-x的低配位W原子会向C₆H₁₂的C原子提供电子，削弱其C-H键。在光催化反应中，光生空穴会对C₆H₁₂脱氢氧化并伴随有H₂O的产生。同时，产物C₆H₁₀可以很容易地从WO_3-x表面解吸，避免过度脱氢和氧化，有助于提高选择性。

光催化C₆H₁₂到C₆H₁₀的途径为：首先，C₆H₁₂分子被吸附到WO_3-x表面上。

其次，C₆H₁₂分子在光照下被WO_3-x的光生空穴氧化，经过过渡态后，一个H原子被去除并与WO_3-x的相邻O原子结合。

第三，*C₆H₁₂的另一个H原子以相同的方式脱氢，经过另一个过渡态后，形成的C₆H₁₀从催化剂上解吸。之后，表面羟基以H₂O的形式脱离WO_3-x，导致氧空位的形成。最后，反应气体中的氧分子会填充氧空位并被光生电子还原。

Photocatalytic oxidative dehydrogenation of cyclohexane to cyclohexene over oxygen-deficient tungsten trioxide. Applied Catalysis B: Environmental, 2021. DOI: 10.1016/j.apcatb.2021.120549

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刘晓/贾法龙Appl. Catal. B.: 氧缺陷三氧化钨用于光催化环己烷氧化脱氢制环己烯

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