深圳大学邱春天课题组：碳化氮纳米片双功能催化剂：可见光照射下的烯烃加氢反应

光解水产氢技术是将太阳能转化为绿色氢能的有效方法之一，有助于解决目前人类社会面临的环境问题和能源危机。

但目前光解水产氢技术的效率很低，若加入空穴牺牲剂来提升产氢活性则会大大增加生产成本，因此很难实现产业应用。在这种情况下，开发新型基于光解水产氢技术的有机合成反应，制备高附加值化学品是一个更有价值也更易实现产业应用的策略。

烯烃的催化加氢反应是有机合成中最为重要的基础反应之一，在药物及其中间体、食品添加剂、香料等精细化学品制造领域具有重要作用。传统的烯烃催化加氢反应主要以氢气为氢源，在较高的温度和压力条件下进行，不仅设备要求高，成本和危险性也很高。水作为最为理想的氢源，具有资源极其丰富、价格低廉且绿色安全等优点。

然而，由于水分子中O-H键的离解能很高，有效的活化水分子产生活性氢用于有机合成反应一直是一个很大的挑战。近年来，光催化水分解制氢技术的不断发展为实现温和条件下以水为氢源的催化加氢反应提供了新的思路。

图1.基于光解水产氢技术的烯烃加氢反应制备精细化学品

据此，深圳大学邱春天研究员所在课题组制备了碳化氮纳米片双功能催化剂，以水为氢源，构建了一步光解水产氢用氢协同催化反应体系，实现了在常温常压可见光照射下的烯烃加氢反应。

该方法具有安全性高、反应条件温和、设备要求低、操作简单等优点。

在该项工作中，研究者采用盐（KCl）辅助法制备得到的氮化碳纳米片催化剂相较于原始的氮化碳材料，产氢性能提升超过30倍。

同时，通过系统的反应条件筛选，构建了一步光解水产氢用于烯烃加氢反应的协同催化体系，成功利用了光解水技术实现温和条件下的烯烃催化加氢制备精细化学品。

该研究拓展了光解水产氢技术在光催化有机化学物合成领域的应用，为合理利用太阳光实现太阳能向化学能的转化提供了新的思路。

Fan X, Yao Y, Xu Y, et al. Visible‐Light‐Driven Photocatalytic Hydrogenation of Olefins Using Water as the H Source[J]. ChemCatChem.