導(dǎo)語
鄒吉軍課題組簡介 天津大學(xué)鄒吉軍課題組隸屬于化工學(xué)院化學(xué)工藝系、先進(jìn)燃料與化學(xué)推進(jìn)劑教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室、綠色合成與轉(zhuǎn)化教育重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室。主要研究方向?yàn)椋海?)高性能航天燃料的合成與應(yīng)用;(2)可再生制氫技術(shù)。團(tuán)隊(duì)現(xiàn)有博士研究生15名、碩士研究生20名。承擔(dān)多項(xiàng)國家及企業(yè)合作課題。
鄒吉軍教授簡介 鄒吉軍,天津大學(xué)講席教授,博士生導(dǎo)師,2000、2002、2005年分別獲天津大學(xué)化工學(xué)士、碩士、博士學(xué)位。擔(dān)任化學(xué)工藝系主任、先進(jìn)燃料與化學(xué)推進(jìn)劑教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室副主任、英國皇家化學(xué)會期刊《RSC Advances》副編輯、《含能材料》編委,入選“萬人計(jì)劃”科技創(chuàng)新領(lǐng)軍人才、“萬人計(jì)劃”青年拔尖人才、科技部中青年科技創(chuàng)新領(lǐng)軍人才、教育部青年長江學(xué)者,獲得國家優(yōu)秀青年基金資助。主要從事能源化工研究,主持國家重大科技專項(xiàng)、國家自然科學(xué)基金、國防科工局等項(xiàng)目20余項(xiàng)。在Nat. Commun.、J. Am. Chem. Soc.、Angew. Chem. Int. Ed.、Adv. Mater.、ACS Catal.、AIChE J.、Chem. Eng. Sci.、催化學(xué)報(bào)等期刊等發(fā)表論文130余篇,引用8000余次,授權(quán)美國專利5項(xiàng)、中國專利17項(xiàng)。獲得國家自然科學(xué)二等獎、侯德榜化工科學(xué)技術(shù)創(chuàng)新獎。聯(lián)系方式:jj_zou@tju.edu.cn。
綜述要點(diǎn) (1)設(shè)計(jì)高效的共軛聚合物基光催化劑應(yīng)圍繞以下要點(diǎn):(i)強(qiáng)而寬的光吸收;(ii)電荷分離和遷移效率高;(iii)適當(dāng)?shù)膬r(jià)帶(VB)和導(dǎo)帶(CB)位置,以使反應(yīng)性物種參與光催化過程,包括e-,h+,1O2,·O2-,·OH和H2O2。這些性質(zhì)也是影響有機(jī)轉(zhuǎn)化中光催化劑效率的關(guān)鍵因素。 (來源:ACS Catalysis) (2)高氧化性光生空穴可以直接氧化有機(jī)分子和H2O,生成中間體和·OH。光催化有機(jī)氧化的主要問題是由于非選擇性過氧化而導(dǎo)致產(chǎn)物和反應(yīng)物的分解。因此,為了獲得良好的選擇性,非常需要使產(chǎn)物和反應(yīng)物的過氧化最小化,這可以通過調(diào)節(jié)給定光催化劑的導(dǎo)價(jià)帶電勢來控制。在CPs基催化劑的光催化選擇性氧化中,根據(jù)醇、飽和C-H鍵、苯化合物、生物質(zhì)衍生物、硫化物和芳基硼酸等底物將其分為6部分。我們詳細(xì)闡述了催化劑設(shè)計(jì)策略與性能之間的關(guān)系,包括染料敏化、氧化還原電勢工程、D-A結(jié)構(gòu)構(gòu)建、局部表面等離子體共振(LSPR)效應(yīng)、異質(zhì)結(jié)、生物催化劑改性和孔結(jié)構(gòu)工程。 (來源:ACS Catalysis) (3)與光催化選擇性氧化不同,可將光生電子有效轉(zhuǎn)移到可還原的官能團(tuán)(如硝基、烯基和鹵化物)或金屬(配合物)上,以實(shí)現(xiàn)選擇性的還原轉(zhuǎn)化。在CPs基催化劑的光催化選擇性還原中,根據(jù)底物(如硝基芳烴,烯烴和鹵代酮)的不同,分為3部分。我們重點(diǎn)介紹了最新進(jìn)展,并討論了催化劑設(shè)計(jì)策略與催化性能之間的關(guān)系,包括氧化還原電勢工程,D-A結(jié)構(gòu)構(gòu)建,異質(zhì)結(jié),親水性和孔結(jié)構(gòu)工程。 (4) 對于光催化選擇性偶聯(lián)反應(yīng),在非均相光催化劑中進(jìn)行光生載流子分離能夠生成烷基自由基,因此可以通過共軛烷基化形成C-C和C-N鍵。在常規(guī)的C-C偶合反應(yīng)中,經(jīng)常使用鈀催化劑,因此尋找無Pd替代催化劑仍然是光催化選擇性偶聯(lián)反應(yīng)中降低催化劑成本的挑戰(zhàn)。在本節(jié)中,我們總結(jié)了基于CPs的光催化劑用于選擇性偶聯(lián)反應(yīng)的最新進(jìn)展。根據(jù)反應(yīng),該部分分為三部分,例如胺與亞胺的氧化偶聯(lián),交叉脫氫偶聯(lián)和其他偶聯(lián)反應(yīng)。為了深入了解基于CPs的光催化劑的設(shè)計(jì),我們討論了催化劑的設(shè)計(jì)策略與催化性能之間的關(guān)系,包括D-A結(jié)構(gòu)的構(gòu)建,受體單元中取代位置或雜原子的變化,異質(zhì)結(jié),親水性和孔隙/拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)工程。(來源:ACS Catalysis)