北京化工大学Angew：光电催化PtOx簇-TiO2活化甲苯C-H键

本文研究了北京化工大学邵明飞教授、栗振华教授团队在光电催化选择性氧化C(sp3)-H键方面的突破性进展。背景方面，由于碳氢化合物分子的稳定性，光电催化选择性C(sp3)-H键氧化反应效率一直不理想。研究目的是开发一种高效的光电催化体系，通过使用亚纳米PtOx簇负载TiO2（PtOx/TiO2）光阳极，实现甲苯选择性氧化为苯甲醛。实验结果表明，该体系在水相催化中苯甲醛产率达到1.75 μmol cm-2 h-1，选择性83.5%，性能比纯TiO2提高4.4倍。结论显示，该光电催化策略不仅对甲苯有效，其衍生物也能选择性氧化，且通过S型通道自供电装置可实现170 μmol的苯甲醛产量。机理研究表明反应遵循亲电羟基介导路径，PtOx团簇促进了甲苯吸附和OH*生成。这项工作为温和条件下水溶液中C(sp3)-H键的可持续活化提供了新思路。