绿色溶剂中生物质基顺式茉莉酮及顺式茉莉酮内酯氧化合成新型芳香醛的工艺研究

本文报道了一种双工程化MoO3-x光催化剂（LMO-CDs），通过La3?掺杂和碳点（CDs）复合构建S型异质结，实现了环己醇在常温下的高效选择性氧化（转化率19.1%，选择性97.7%）。该研究为开发兼具高选择性和原子经济性的光催化体系提供了新范式。

　　

Highlight

本研究通过La3?掺杂和碳点（CDs）复合的双重工程策略，成功构建了高效S型异质结光催化剂LMO-CDs，在常温常压下实现了环己醇到环己酮的高选择性转化（97.7%），其性能较原始MoO_3-x提升1.93倍。

材料与方法

实验采用钼粉、2,7-二羟基萘等原料，通过水热法合成La掺杂MoO_3-x（LMO），并与电子富集的碳点（CDs）复合。具体步骤包括：将1 mmol钼粉与不同比例La(NO₃)₃·6H₂O在50 mL聚四氟乙烯反应釜中反应，最终获得纳米花状结构的LMO催化剂。

催化剂表征

TEM分析显示（图1a-d），La掺杂使MoO_3-x形貌从纳米片逐渐转变为200 nm左右的球形结构。XPS证实La3?的引入导致晶格畸变和氧空位形成，而S型异质结的构建显著提升了电荷分离效率——这通过光电流响应测试和阻抗谱得到验证。

反应机理

能带结构分析和自由基捕获实验表明：La3?的4f空轨道促进了载流子迁移，CDs的窄带隙特性拓展了可见光响应范围。反应过程中，光生电子定向转移至CDs还原O₂生成·O₂^-，而空穴留在LMO氧化CyOH，二者协同实现了近乎完全的产物选择性。

结论

LMO-CDs催化剂在可见光下表现出卓越的环己酮生成活性（5.13 μmol·h^-1·g^-1），其性能提升源于：1）La3?诱导的氧空位增强底物吸附；2）S型异质结实现电荷空间分离与强氧化还原能力的统一。该工作为设计高性能选择性氧化光催化剂提供了新思路。