近日,我校bevictor伟德官网張昉教授團隊在光熱協同催化領域取得重要進展,相關成果以 “Accelerated Direct Hydroxylation of Aryl Chlorides with Water to Phenols via the Proximity Effect in a Heterogeneous Metallaphotocatalyst”為題在《ACS Catalysis》上發表, 博士生王凱旋和蔣花婷為論文共同第一作者,張昉教授為論文通訊作者。
多相催化中不同活性位點之間的距離對于催化反應的發生或反應速率至關重要,如果光熱協同催化體系中電子和熱催化位點或者空穴和犧牲劑之間的距離過大,産生的濃度梯度往往造成催化效率不高。張昉教授課題組将 Ni(II)物種嵌入可見光響應的有機框架材料(COF)中,實現了光生電子、空穴和Ni物種的三元協同光熱催化,顯著提高了難以活化的氯代芳烴與水反應生成苯酚的反應效率。結合動力學研究和理論計算結果,揭示了該體系遵循 Ni(I)/Ni(III)循環機制,并闡述了鄰近效應是決定多相光熱協同催化性能的關鍵因素。該研究突破了均相催化體系中存在複雜配體設計以及苛刻反應條件的不足,也将為合理設計和開發高效金屬-光協同催化體系提供新的研究思路。
該研究工作得到了國家自然科學基金委和上海市科委的資金支持。