武汉理工曹少文等ACS Catal：氮化碳可见光催化选择性葡萄糖转化为果糖

纳米技术

2021-09-17

葡萄糖异构生成果糖的反应是各种工业化制备生物能源、生物化学品的重要过程，目前的生物技术、酸-碱催化反应处理过程面临着葡萄糖转化率较低，果糖选择性较低的缺点。

有鉴于此，武汉理工大学曹少文，卡尔加里大学Md Golam Kibria、胡劲光(Jinguang hu)等报道一种通过氮化碳可见光高效率驱动葡萄糖异构生成果糖的方法，这种方法通过超分子预构与熔盐法结合合成了氮化碳光催化剂，氮化碳催化剂具有较高的面内晶化度、延展的π共轭结构，显著改善了可见光吸收和电荷空穴分离。

本文要点：

（1）

界面氮空穴位点、氰基官能团导致可见光照射条件中氮化碳催化剂的电子云重排，形成瞬态Lewis酸碱对催化活性位点，这种催化活性位点能够活化葡萄糖分子中的O₁和O₂氧原子，选择性的O₂-H化学键进行脱质子化，因此选择性的生成果糖。

（2）

本文研究结果为通过光催化方法制备生物能/化学能提供了一种可行方法。这种氮化碳催化剂通过瞬态Lewis酸碱对催化位点在1 h模拟太阳光光催化反应过程中，实现了25 %的葡萄糖转化率，>60 %的果糖产率。

参考文献

Jiu Wang, Heng Zhao, Bicheng Zhu, Stephen Larter, Shaowen Cao*, Jiaguo Yu, Md Golam Kibria*, and Jinguang Hu*, Solar-Driven Glucose Isomerization into Fructose via Transient Lewis Acid–Base Active Sites, ACS Catal. 2021, 11, 12170–12178

DOI: 10.1021/acscatal.1c03252

https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acscatal.1c03252