光电解水产活性氢/氧耦合加氢/氧化过程用水滑石基纳米材料

作者：来天艺; 王纪康; 李天; 白莎; 郝晓杰; 赵宇飞^*; 段雪

来源：化工学报, 2020, 71(10): 4327-4349.

• 催化剂
• 光化学
• 电化学
• 加氢/氧化过程
• 水滑石

加氢/氧化催化是现代化学工业中最广泛的催化过程,传统加氢/氧化催化需要高温高压、消耗大量氢气/氧气(或双氧水等),且存在高成本、高能耗、低选择性等问题。因此,如何在温和条件下绿色高效地实现加氢还原/氧化反应,是目前催化领域的研究热点和难点之一。光电催化过程因其能量来源广泛、清洁环保,且结合了光催化和电催化的优势,已成为当前研究热点,而光电分解水产生H2/O2过程涉及高反应活性的中间物种(活性氢*H、活性氧*O)的产生。利用光电解水产生的中间*HO物种,并使其直接参与加氢/氧化催化过程,实现一步光电解水制活性氢/氧耦合加氢/氧化过程,有望极大提高反应的效率。通过对催化剂结构进行调控,使得耦合过程可在温和的反应条件下进行,同时可避免因使用氢气/氧气等导致的安全和耗能等问题。本文综述了光电分解水过程,传统化工的加氢/氧化过程以及光电分解水与加氢/氧化耦合反应等方面的发展,介绍了水滑石基纳米材料在光电解水耦合加氢/氧化过程中的结构和性能优势,并对未来研究方向进行了展望,以期为高附加值有机化学品的高选择性低成本制备提供思路。

• 单位
  化工资源有效利用国家重点实验室; 北京化工大学