氨辅助下的乙二醇光合作用

《Journal of the American Chemical Society》：Ammonia-Assisted Photosynthesis of Ethylene Glycol

光催化C-C偶联甲烷制备乙二醇受O-H极性阻碍，产率低。氨辅助氨基/氨改性催化剂表面后，乙二醇产率提升45倍至5085 μmol g?1 h?1，碳选择性达91.1%。原位表征显示氢键抑制羟基优先氧化，促进·CH?OH生成，实现高选择性光催化。

　　

甲醇的光催化C–C偶联为生产乙二醇（EG）提供了一种具有吸引力的方法，理论上可实现零碳排放。然而，O–H基团的高极性严重抑制了关键自由基中间体的形成和脱附，导致乙二醇的产率和选择性较低。在这里，我们报道了一种利用氨辅助的方法，通过在催化剂表面进行氨基/氨修饰来促进乙二醇的高效光合成。经过优化后，乙二醇的产率提高了45倍（达到5085 μmol g^–1 h^–1），并且碳的选择性也显著提升（达到91.1%）。通过一系列原位表征实验，我们发现吸收的甲醇与氨基/氨之间的氢键能够抑制催化剂表面上羟基的优先氧化，从而有效地生成关键的·CH₂OH自由基，实现高效乙二醇的光合成。这项工作表明，非化学键合相互作用能够有效调节自由基反应路径，从而实现高选择性的光催化。