image: 无贵金属Co-Ni(OH)2/CdS纳米复合材料，通过光子与杂原子协同促进活性镍中间体的高效生成，实现了国际顶尖水平的光催化苯甲醇氧化性能。所形成的皮克林乳液体系可高收率实现克级苯甲醛光合成，同时具备太阳光驱动与氢气联产的可行性。 view more
Credit: ©Science Bulletin
中国科学院理化技术研究所张铁锐、施润研究员及其团队，成功研制出一种无贵金属光催化剂，可在可见光照射下，将苯甲醇高效、高选择性氧化为苯甲醛，同时联产氢气。该成果发表于Science Bulletin，为可持续精细化工合成与清洁能源制备开辟了新路径。
苯甲醛是医药、农药、香料领域的关键中间体，但其传统生产工艺常伴随有毒副产物生成，或需要高能耗反应条件。尽管光催化技术提供了绿色替代方案，但现有体系普遍存在效率低、选择性差、难以放大等难题。
这种无贵金属催化剂Co-Ni(OH)2/CdS，实现了112.0 mmol g−1 h−1的创纪录苯甲醛产率，性能优于已报道的光催化体系。研究揭示了光子‑杂原子协同促进的镍基氧化还原循环机制：钴掺杂调控氢氧化镍的电子结构，促进光生空穴转移并进一步氧化Ni2+生成活性Ni3+物种，从而加速苯甲醇脱氢反应。
研究团队利用该双亲性催化剂构筑稳定的皮克林乳液体系，实现克级规模苯甲醛合成：在连续光照350小时后，获得12.4克高纯度产品，同时联产2.7升氢气。该工作为精细化学品与清洁能源协同制备提供了可行策略，彰显了光催化技术在低碳化工制造中的规模化应用前景。