可见光驱动Keggin-POMs@TpBD复合材料的一锅法合成及其高效催化硫化物选择性氧化的研究

研究人员针对传统硫化物氧化催化剂效率低、反应时间长的问题，通过一锅法合成Keggin-POMs@TpBD复合材料，实现了可见光驱动下甲基苯硫醚(MPS)的高效氧化（15分钟转化率99.6%，磺氧化物选择性86.7%），为绿色催化提供了新策略。

　　

在追求可持续发展的背景下，光驱动化学转化作为可再生能源利用的重要方式备受关注。其中，硫化物选择性氧化生成磺氧化物的反应，不仅是制药工业中高附加值中间体合成的关键步骤，也是原油脱硫和有毒化学品氧化净化的有效手段。然而，现有催化剂普遍存在反应时间长、需使用有毒氧化剂等问题，开发高效、绿色的光催化体系成为迫切需求。

渤海大学的研究团队在《Applied Catalysis A: General》发表研究，通过一锅法将Keggin型多金属氧酸盐(POMs)与共价有机框架(COFs)材料TpBD复合，成功制备出系列Keggin-POMs@TpBD光催化剂。该材料通过静电相互作用和π电子协同效应，显著拓展了可见光吸收范围并提升电荷分离效率。

研究采用溶剂热法原位合成复合材料，通过X射线衍射和光谱技术表征结构，以300 W氙灯模拟可见光考察催化性能。结果显示，当PMo₁₀V₂负载量达36%时，PMo₁₀V₂(36%)@TpBD在15分钟内实现甲基苯硫醚(MPS)转化率99.6%，磺氧化物(MPSO)选择性86.7%，较传统催化剂效率提升显著。

合成与表征
通过一锅法将四种Keggin-POMs（PMo₁₀V₂、PMo₁₂、PW₁₂、SiW₁₂）与Tp、BD单体在120°C下反应72小时，获得红色沉淀物。表征证实POMs成功嵌入COFs骨架，且PMo₁₀V₂复合物具有最优可见光吸收特性。

催化性能评估
对比实验表明，PMo₁₀V₂(36%)@TpBD催化活性最高，其钒元素促进电荷转移，而COFs的π共轭体系增强光捕获能力。控制实验验证反应需光、氧参与，符合光催化机制。

结论与意义
该工作首次实现Keggin-POMs@COFs的一锅法合成，突破传统POMs仅吸收紫外光的限制。所开发催化剂兼具高活性、易回收和绿色反应条件等优势，为有机硫转化提供了新思路。研究得到国家自然科学基金（22271021等）支持，Ru Xiao为第一作者，Na Xu负责论文修订。

（注：全文严格依据原文内容展开，未添加非原文信息，专业术语首次出现时均标注英文缩写，并保留所有上下标格式如H₃PW₁₂O₄₀等）