Nature子刊：Pt/Def-TiO2光电化学氧化葡萄糖制备葡萄糖酸

光电化学反应是一种新兴的生物质转化方法，但很少有人探索将葡萄糖转化为增值化学品。

基于此，新加坡国立大学陈伟教授和Tian Zhangliu（共同通讯作者）等人报道了一种光电化学方法，通过将单原子Pt锚定在缺陷的TiO2纳米棒阵列上（Pt/Def-TiO₂）作为光阳极，将葡萄糖选择性氧化为高附加值的葡萄糖酸。

实验测试发现，Pt/Def-TiO₂在0.6 V下氧化葡萄糖时的光电流密度为1.91 mA cm^-2，在模拟阳光照射下葡萄糖酸的收率为84.3%。

本文通过2D-HMBC NMR和IMPS的电荷转移速率常数（k_t），作者研究了Pt/def-TiO₂光阳极的反应途径和机理。为根据2D-HMBC NMR谱，氧化1 h后，可以观察到葡萄糖、GLU及其部分内酯化衍生物。

在氧化3 h后，除GLU和d-葡糖苷1, 4内酯外，还生成了GLA、GLA的内酯化衍生物（d-葡糖苷1, 4内酯）和l-古鲁醛酸（GUR）。

当氧化5.5 h后，大部分葡萄糖转化为GLA平衡，并含有少量d-葡糖苷1, 4内酯，少量GLU存在于电解质中。因此，葡萄糖的氧化过程是由葡萄糖生成GLU，再生成GUR，最后生成GLA，同时与它们的内酯化衍生物达到平衡。

此外，在不施加任何电压的情况下，将Pt/def-TiO₂ NRAs分别浸入到1 M KOH-10 mM葡萄糖、1 M KOH-10 mM GLU和1 M KOH-10 mM GUR的电解质中。

在20 °C模拟阳光照射5 h后，利用高效液相色谱法对电解液进行分析，结果表明电解液中检测到微量GLA，表明在Pt SAs上GLU氧化为GLA确实是一个PEC反应。

Selective photoelectrochemical oxidation of glucose to glucaric acid by single atom Pt decorated defective TiO₂. Nat. Commun., 2023, DOI: 10.1038/s41467-023-35875-9.

https://doi.org/10.1038/s41467-023-35875-9.

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Nature子刊：Pt/Def-TiO2光电化学氧化葡萄糖制备葡萄糖酸

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