化物所王峰/大工王敏Chem：提高20倍！Z-型CdS@g-C3N4上生物多元醇的氧控光重整为CO

生物质原料的光催化转化是一个极具前景的研究领域，它利用可持续的生物质碳和太阳能生产基础化工原料和燃料。一氧化碳（CO）是一种大规模的原料和燃料，在工业上是由煤和甲烷在高温下的蒸汽重整产生的。在室温下生物质光催化共生产是一种很有前途的方法，但是活性仍然很低。

基于此，中科院大连化学物理研究所王峰研究员和大连理工大学王敏教授（共同通讯作者）等人报道了一种氧气（O₂）控制的光重整方法，以促进从生物多元醇和糖中释放出CO。CO是主要产物，当O₂与底物的摩尔比适中时，CO的析出速率可明显提高。

壳结构的Z-型CdS@g-C₃N₄光催化剂可以实现约48%的CO碳产率和99%的甘油转化率，其中CO产率是惰性气氛下的13倍，以及在气体中CO的选择性高达76%。

Z-型CdS@g-C₃N₄光催化剂的CO生成速率为1.27 mmol·g^-1·h^-1，是Cu/TiO₂（0.06 mmol·g^-1·h^-1）的20倍，是硫酸盐修饰/CdS（0.31 mmol·g^-1·h^-1）的4倍。

通过机理研究发现，Z-型异质结和核-壳结构促进光生电子转移到催化剂表面，从而促进O₂还原为羟基自由基，加速甘油重整过程。氧和底物的摩尔比（O/S值）对CO析出速率和选择性至关重要。

CO作为主要产物产生，在中等O/S值（约2.5）下可以轻松提高其演化速率，因此通过这项技术可以有效利用许多生物质资源来生产CO。该研究提供了一种新的氧化光重整策略，可以在温和的条件下从生物质中生产CO。

Oxygen-controlled photo-reforming of biopolyols to CO over Z-scheme CdS@g-C₃N₄. Chem, 2021, DOI: 10.1016/j.chempr.2021.10.021.

https://doi.org/10.1016/j.chempr.2021.10.021.

原创文章，作者：Gloria，如若转载，请注明来源华算科技，注明出处：https://www.v-suan.com/index.php/2023/10/17/1487759dbd/