山西
太陽能驅動的定向生物質加氫被認為是生產可再生化學品的一種極具前景的途徑，但目前仍面臨諸多挑戰?；诖?，中國科學技術大學熊宇杰教授、龍冉教授和龔萬兵（共同通訊作者）等人報道了一種催化劑，其由負載在TiO2納米片上的銅單原子（CuSAs）構成，具有四配位的Cu1-O4結構，用于在溫和反應條件下，利用綠色甲醇作為氫源，通過太陽能驅動對各種生物質衍生的平臺分子進行高效且選擇性的氫化，以生成高價值的可再生化學品。
對于半纖維素衍生的FAL氫化反應，糠醇（FOL）的產率高達34 mol h-1 molCu-1，且具有優異的選擇性（>99%），在光化學流反應器中表現出色。在自然陽光照射下的克級氫化反應進一步證明了這種催化劑的實用潛力。
通過結合先進的原位sXAS和密度泛函理論（DFT）計算，作者直接確定了Cu單原子位點的價態動態演變。簡而言之，Cu2+在CuSAs-TiO2上首先通過光生電子預激活為Cu+，然后Cu+捕獲一個空穴轉化為Cu2+以進行甲醇氧化生成活性氫，接著又回到Cu+以進行FAL氫化。
基于這種動態演變過程，通過串聯反應同步利用光生電子和空穴。本研究為基于對動態演變過程的新認識實現高效且可持續的生物質制氫轉化為可再生化學品提供了方法。
Solar-driven production of renewable chemicals via biomass hydrogenation with green methanol. Nat. Commun.,2025, https://doi.org/10.1038/s41467-025-56094-4.
（來源：網絡版權屬原作者 謹致謝意）
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