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
• 来源期刊: 化工学报
• 关键词: 催化剂 光化学 电化学 加氢/氧化过程 水滑石
• 年，卷（期）: 2021,（10）
• 所属期刊栏目: 综述与专论
• 页码范围: 4327-4349
• 页数: 22页
• 分类号: TQ139.2
• 语种: 中文
• DOI: 10.11949/0438-1157.20200693

摘要

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*H/*O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。