近日，內(nèi)蒙古農(nóng)業(yè)大學(xué)史全全科研團(tuán)隊與內(nèi)蒙古大學(xué)張軍教授、中國科學(xué)院大連化學(xué)物理研究李杲研究員合作，分別在國際知名期刊《膠體與界面科學(xué)》（Journal of Colloid and Interface Science）（IF=9.96）和《碳材料》《Carbon》（IF=11.30）發(fā)表了“溴氧鉍量子點修飾調(diào)控鈦酸鈉納米項鏈產(chǎn)生豐富的氧空位”（Bismuth oxyhalide quantum dots modified sodium titanate necklaces with exceptional population of oxygen）和“原位剝離自組裝精致設(shè)計二維/二維g-C3N4/TiO2(B)異質(zhì)結(jié)提升光催化氧化苯甲醇反應(yīng)性能”（In-situ exfoliation and assembly of 2D/2D g-C3N4/TiO2(B) hierarchical microflower: Enhanced photo-oxidation of benzyl alcohol under visible light）最新成果，該研究是利用光催化苯甲醇高效綠色的合成苯甲醛。

圖：溴氧鉍/鈦酸鈉納米項鏈復(fù)合催化劑形貌、DFT理論計算、氧空位測定以及光催化苯甲醇轉(zhuǎn)化為苯甲醛反應(yīng)性能。

該研究得到了國家自然科學(xué)基金、內(nèi)蒙古青年科技英才、內(nèi)蒙古農(nóng)業(yè)大學(xué)高層次人才引進(jìn)基金等項目的資助。

苯甲醛是一種重要的化工原料，被廣泛應(yīng)用于除草劑、添加劑、化妝品、食品和醫(yī)藥等眾多領(lǐng)域。傳統(tǒng)的合成工業(yè)是采用甲苯直接氧化，不僅需要使用高價態(tài)金屬鹽（如高錳酸鉀，重鉻酸鉀等）等氧化劑，而且，合成過程需要大量有機(jī)溶劑，不利于綠色可持續(xù)的發(fā)展。人工光合成技術(shù)能夠直接利用太陽能將苯甲醇氧化成苯甲醛，是目前高效綠色合成苯甲醛的一種最為有效的策略。

科研團(tuán)隊首先通過鈦酸鈉納米管解離自組裝，并定向排形成一條條細(xì)而長、相互交織成網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的納米項鏈。溴氧鉍量子點均勻沉積在鈦酸鈉項鏈的表面，有效構(gòu)筑了異質(zhì)結(jié)，實現(xiàn)了苯甲醇綠色高效合成苯甲醛，結(jié)合電子順磁共振能譜和理論計算表明異質(zhì)結(jié)表面豐富的氧空位促進(jìn)了苯甲醇到苯甲醛的轉(zhuǎn)化。

圖：氮化碳/二氧化鈦（B)異質(zhì)結(jié)復(fù)合催化劑形貌、反應(yīng)機(jī)理以及光生電子和空穴分離性能表征。

同時科研團(tuán)隊通過類石墨烯氮化碳在乙二醇溶液中原位剝離，并自組裝設(shè)計合成了二維/二維C3N4/TiO2(B)異質(zhì)結(jié)，緊密接觸的二維異質(zhì)界面，有效的調(diào)控表面化學(xué)價態(tài)和缺陷位，形成了內(nèi)界電場，促進(jìn)光生電子和空穴在半導(dǎo)體間相互遷移，在可見光的照射下，實現(xiàn)了苯甲醇高效完全轉(zhuǎn)化為苯甲醛。

史全全團(tuán)隊立足自治區(qū)豐富的稀土和生物質(zhì)資源，近年來在新型、高效功能納米催化劑的設(shè)計合成及其人工光合成等領(lǐng)域取得了一系列的研究進(jìn)展，相關(guān)的研究成果已經(jīng)在Journal of Material Chemistry A 7 (2019) 2253、Nano Research 13 (2020) 939、Nanosacle 12 (2020) 4982、ChemCatChem 13 (2021) 3381；Catalysis Science Technology, 11 (2022) 6543等國際著名期刊上在線發(fā)表。

論文鏈接：

https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S002197972201044X

https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S0008622322003712