《Journal of Photochemistry and Photobiology A: Chemistry》：S-scheme Mg
3Al
0.5Bi
0.5O
4.5/EAPbBr
3 heterojunction for highly efficient selective oxidation of cyclohexane
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•通过原位生长策略构建了MABO/EAPbBr3 S型异质结。•在可见光下实现了7.57%的环己烷转化率和96.9%的可回收性。•增强了活性氧物种的生成，富含•OH和1O2，用于选择性生产KA油。引言在全球日益重视环境可持续发展的背景下，开发简单有效的绿色有机合成方法具有至关
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通过原位生长策略构建了MABO/EAPbBr3 S型异质结。
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在可见光下实现了7.57%的环己烷转化率和96.9%的可回收性。
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增强了活性氧物种的生成，富含•OH和1O2，用于选择性生产KA油。
引言
在全球日益重视环境可持续发展的背景下，开发简单有效的绿色有机合成方法具有至关重要的意义。半导体催化剂因其在不同领域的巨大潜力而受到广泛关注，如过氧化氢生产、废水处理修复和有机合成等[1]、[2]、[3]。例如，环己烷是一种重要的化工原料，其氧化产物环己醇和环己酮（通常称为KA油）在尼龙6和尼龙66的制造中发挥着不可或缺的作用[4]。目前，KA油的工业生产几乎完全依赖于热氧化工艺。这些传统工艺通常需要极端的温度和压力条件，导致能源过度消耗和严重的环境污染[5]、[6]。因此，环己烷的光催化选择性氧化是KA油绿色合成的一条非常有前景的途径。然而，转化率和选择性受限仍然是该方法面临的关键挑战。
为克服上述挑战，现有的改性策略主要包括元素掺杂、缺陷工程和异质结构建，其中后者已成为主要研究热点[7]。在各种异质结设计中，阶梯型（S型）异质结被认为是最有效的策略[8]。它能有效抑制光生载流子的复合，同时保持强大的氧化还原能力[9]。然而，充分发挥这一优势在很大程度上取决于还原性和氧化性半导体组分的合理选择和精确匹配。
有机-无机杂化钙钛矿具有高度可调的电子性质、优异的光吸收能力和良好的载流子动力学特性，作为可见光驱动的光催化剂受到了越来越多的关注[10]。在这些材料中，乙基铵溴化铅（EAPbBr3）因其A位阳离子中乙基铵（EA）的引入而备受关注，EA的引入增强了结构稳定性，同时提供了显著的电子学优势[11]。然而，原始EAPbBr3的光催化效率仍受限于光生载流子的快速复合。值得注意的是，Wang等人最近证明了基于EAPbBr3的S型异质结的可行性[12]。通过将EAPbBr3与P-CdS耦合，他们利用显著的功函数不匹配（6.13对4.54 eV）建立了强内建电场。这种S型路径有效地保持了EAPbBr3价带中具有高氧化性的空穴，显著提高了光催化环己烷氧化的效率。因此，基于EAPbBr3的S型异质结的合理设计对于提高其光催化性能至关重要。
层状双氧化物（LDOs）源自层状双氢氧化物（LDHs），具有高密度的表面碱性位点，赋予了它们优异的有机分子吸附和活化能力。例如，Mg-Al层状双氢氧化物可以通过热分解生成富含碱性中心的Mg-Al层状双氧化物（MgAlO）[13]、[14]。Peng等人证明，过渡金属改性的MgAlO在可见光驱动环己烷氧化中表现出显著提升的性能，其中Cr改性版本活性最高[15]。受过渡金属改性在调控LDOs电子结构方面作用的启发，本工作选择Bi作为改性剂，以进一步优化MgAlO和EAPbBr3之间的能带匹配。通过在Bi改性MgAlO和EAPbBr3之间构建异质结，可以期望实现有效的电荷分离和延长的载流子寿命。
在本研究中，Mg3Al0.5Bi0.5O4.5纳米片在EAPbBr3表面原位生长，成功构建了一种新型S型异质结复合材料。所得光催化剂被用于环己烷的高效光催化氧化，旨在增强界面电荷转移并改善反应动力学。通过XPS表征和第一性原理DFT计算的协同作用，揭示了异质结中的电荷再分配路径和界面协同效应。以环己烷的光催化氧化为模型反应，系统地研究了合成条件、结构特征与光催化性能之间的关系，为光催化剂在C-H键活化方面的合理设计提供了新的见解。
章节摘要
实验部分
本研究中使用的所有一试剂和溶剂均为高纯度，从各种商业供应商获得，直接使用无需进一步纯化。关于试剂、表征技术和DFT计算的详细信息见支持信息。
结果与讨论
图1a示意性地描绘了MABO/EAPbBr3异质结的合成过程。首先通过共沉淀法制备了结构良好的MABO水滑石样纳米片。随后通过溶剂热处理将合成的MABO纳米片沉积在EAPbBr3表面，得到最终的MABO/EAPbBr3复合催化剂。采用扫描电子显微镜（SEM）和透射电子显微镜（TEM）对其微观结构进行了表征。如图1所示...
结论
总之，通过溶剂热法在EAPbBr3上原位生长MABO，成功合成了一种新型S型MABO/EAPbBr3异质结。通过DFT模拟和XPS分析系统地阐明了异质结的S型电荷转移机制。与纯EAPbBr3相比，MABO/EAPbBr3复合材料表现出显著拓宽的光吸收范围和增强的光生电子-空穴对分离与迁移效率，
CRediT作者贡献声明
王佳阳：撰写-原稿，方法论，形式分析，数据整理。田晓晶：验证。屈志强：调查。张英：资源。李志平：软件。彭丹丹：撰写-审阅与编辑，监督，项目管理，资金获取，概念化。
作者声明
我们声明本手稿为原创作品，此前未曾发表，目前也未在其他地方考虑发表。我们确认所有署名作者均已阅读并批准该手稿，且没有满足作者资格但未列入的人员。我们进一步确认手稿中列出的作者顺序已获全体同意。我们理解通讯作者是唯一的联系人，
利益冲突声明
作者声明不存在可能影响本文报告工作的已知竞争性经济利益或个人关系。
致谢
本项目得到河北省高等学校科学研究项目（QN2025105）、河北省自然科学基金（B2025204004）和河北农业大学人才研究项目（YJ2023010）的资助。
王佳阳|田晓晶|屈志强|张英|李志平|彭丹丹
