期刊文献+

Photocatalytic C−C coupling of acetonitrile into succinonitrile over hydrophobic TiO_(2) in a flow reactor

基于流动反应器构筑疏水性TiO_(2)高效光催化乙腈C-C偶联制丁二腈
在线阅读 下载PDF
导出
摘要 A radical C−C-coupling reaction of acetonitrile into succinonitrile over hydrophobic TiO_(2) photocatalyst with enhanced catalytic activity was developed.In addition,the usage of a flow reactor further improved the photon utilization efficiency for succinonitrile synthesis at room temperature.The space time yield of succinonitrile reached 55.59μmol/(g·h)over hydrophobic TiO_(2) catalyst,which was much higher than that of pristine TiO_(2)(4.23μmol/(g·h)).Mechanistic studies revealed that the hydrophobic modification of TiO_(2) promoted the separation and transfer of photogenerated carriers,as well as suppressed their recombination.Hydrophobic TiO_(2) also enhanced the adsorption of−CH3 of acetonitrile,thus facilitating the activation of C−H bond and the utilization efficiency of photocarriers. 丁二腈作为重要精细化工中间体,在医药、日化、工业纤维等领域应用广泛。光催化为在温和条件下乙腈高选择性生成C-C偶联化学品提供了新途径,但受限于光子效率低,催化性能有待提升。本研究采用水热法制备了疏水性TiO_(2)基光催化剂,在流动反应器中实现了乙腈向丁二腈的选择性转化。疏水性TiO_(2)光催化剂因光吸收能力增强,显著提升了丁二腈的时空产率,丁二腈时空产率高达55.59μmol/(g·h),明显高于未改性TiO_(2)催化剂(丁二腈时空产率仅为4.23μmol/(g·h))。实验研究表明,疏水性TiO_(2)表面增强了对乙腈-CH3基团的吸附,促进了光生载流子消耗,进而实现·CH2CN的C-C偶联生成丁二腈。同时,疏水改性促进了光生载流子分离与转移,提升了光催化活性。本工作基于流动相光催化反应器,通过疏水性改性增强C-C偶联反应活性,实现高附加值化学品的合成,为高效光催化丁二腈合成提供一种新思路。
作者 GONG Kun HUANG Min LI Ruitao DAI Yuanyuan NIU Qiang LIN Tiejun ZHONG Liangshu 龚坤;黄敏;李瑞涛;代元元;牛强;林铁军;钟良枢(内蒙古鄂尔多斯电力冶金集团有限公司国家企业技术中心,内蒙古鄂尔多斯016064;中国科学院上海高等研究院中国科学院低碳转化科学与工程重点实验室,上海201210;中国科学院上海高等研究院低碳催化与二氧化碳利用国家重点实验室,上海201210;上海科技大学物质科学与技术学院,上海201210)
出处 《燃料化学学报(中英文)》 2025年第12期1807-1816,共10页 Journal of Fuel Chemistry and Technology
基金 supported by the National Key R&D Program of China(2021YFF0500703) Natural Science Foundation of Shanghai(22JC1404200) Program of Shanghai Academic/Technology Research Leader(20XD1404000) Natural Science Foundation of China(U22B20136,22293023) Science and Technology Major Project of Inner Mongolia(2021ZD0042) the Youth Innovation Promotion Association of CAS。
关键词 photocatalysis succinonitrile C−C coupling hydrophobic TiO_(2) flow reactor 光催化 丁二腈 碳碳偶连 疏水性二氧化钛 流动反应器
作者简介 Corresponding author:代元元(1990),博士,内蒙古鄂尔多斯电力冶金集团股份有限公司工业技术研究院研究员,主要研究领域聚焦工业催化剂研发及多能耦合利用,E-mail:daiyuanyuan@chinaerdos.com;Corresponding author:钟良枢.E-mail:niuqiang@chinaerdos.com;龚坤(1995),博士,研究方向为多能互补催化碳基分子制清洁燃料和高附加值化学品,gongkun@chinaerdos.com;牛强(1984),博士,内蒙古鄂尔多斯电力冶金集团股份有限公司工业技术研究院院长,研究方向涵盖催化剂工业应用、碳捕集利用与封存(CCUS)技术以及固体废物回收利用等领域,niuqiang@chinaerdos.com。

相关作者

内容加载中请稍等...

相关机构

内容加载中请稍等...

相关主题

内容加载中请稍等...

浏览历史

内容加载中请稍等...
;
使用帮助 返回顶部