碳氮化物C6N7负载的高分散Fe3O4用于高效光催化苯胺氧化偶联反应

碳氮化合物UO与Fe3O4复合催化剂在可见光氧化苯乙胺中表现出97.6%的6小时转化率，其高分散性和电荷分离机制由空穴和超氧自由基协同作用驱动。

　　

摘要

单原子催化剂具有原子级分散的活性位点，显著提高了催化效率，但在合成和稳定性方面仍面临持续挑战。本研究旨在开发高效且稳定的高分散材料作为有前景的替代方案。本文采用了一种结构类似于C₆N₇的氮化碳（UO）材料作为载体，其中七嗪环通过C–C键连接。该材料进一步与窄带隙磁性Fe₃O₄结合，形成了紧密的接触界面，促进了载流子分离和催化活性。同时，UO中的扩展共轭结构增强了宽光谱吸收和电子传输能力。在可见光驱动的苯基胺氧化反应中，4.8%的Fe₃O₄/UO催化剂表现出最佳性能，6小时内转化率达到97.6%。这一优异性能主要归因于高分散性、高效的电荷分离和宽光谱响应的协同效应。自由基捕获实验和电子自旋共振光谱证实，主要活性物种为空穴（h⁺）和超氧阴离子（•O₂^?）。这项工作为构建低成本、易于合成且稳定的高分散催化剂提供了可行的策略，并为设计高效的苯基胺偶联反应光催化系统提供了宝贵见解。

利益冲突

作者声明不存在利益冲突。