本項(xiàng)研究成果的相關(guān)示意圖。中國(guó)科學(xué)院理化所 供圖
研究團(tuán)隊(duì)介紹說(shuō),光催化技術(shù)具有綠色、溫和的反應(yīng)特性,可在常溫常壓下原位活化生成氧化還原活性物種,為精細(xì)化學(xué)品的綠色合成提供了新路徑。此前,他們已成功利用廢棄塑料和氨分別作為碳源和氮源,通過(guò)光催化碳-氮(C-N)偶聯(lián)反應(yīng)制備出氨基酸和甲酰胺。
本項(xiàng)研究以此為基礎(chǔ),團(tuán)隊(duì)進(jìn)一步設(shè)計(jì)出銅單原子/二氧化鈦的單原子光催化劑,顯著提升光生電子-空穴對(duì)的分離與轉(zhuǎn)移效率,有效增強(qiáng)催化活性。在光照條件下,成功將聚酯衍生的乙二醇高效轉(zhuǎn)化為羥甲基磺酸鹽(HMS)和氫氣。
羥甲基磺酸鹽是一種典型的有機(jī)硫化合物,廣泛應(yīng)用于電鍍、醫(yī)藥合成、食品添加劑、農(nóng)資及橡膠材料等領(lǐng)域。目前,工業(yè)上主要采用甲醛與亞硫酸鹽的親核加成反應(yīng)來(lái)生產(chǎn)羥甲基磺酸鹽,但甲醛來(lái)源于化石能源,毒性較強(qiáng),且容易聚合生成多聚甲醛,導(dǎo)致管道堵塞、生產(chǎn)中斷。因此,開(kāi)發(fā)綠色、高效、可持續(xù)的新型羥甲基磺酸鹽合成路線具有重要研究意義和實(shí)際應(yīng)用價(jià)值。
中國(guó)科學(xué)院理化所表示,研究團(tuán)隊(duì)這次發(fā)表的成果,通過(guò)光催化技術(shù)提供綠色路徑,使廢棄的聚酯塑料和有害的二氧化硫成為化合物原料,進(jìn)而有效利用變廢為寶。(完)