MXene基光催化剂

无介体高效再生NADH

利用锐钛矿/金红石相结与TiO2@Ti3C2Tx异质结的协同作用，实现高效载流子分离与高选择性1,4-NADH再生，无需电子介体。

Wei, Ping · Yue, Zhang · Dong, Jinfeng · Yunhao, Cao · Simon Ming-Yuen, Lee · 娄文勇 · 彭超

Applied Catalysis B: Environmental 2024

具体参数

NADH再生产率

{'zh': '65', 'en': '65'} %

1,4-NADH选择性

{'zh': '90.8', 'en': '90.8'} %

1,4-NADH的周转频率

{'zh': '0.148', 'en': '0.148'} h⁻¹

CO2还原产甲酸速率

{'zh': '594', 'en': '594'} μmol g⁻¹ h⁻¹

技术优势

无需电子介体

ARTM催化剂在无电子介体条件下即可高效再生NADH，避免了介体带来的成本和潜在毒性。

高选择性1,4-NADH

对1,4-NADH的选择性达到90.8%，主要归因于Ti3C2Tx促进了NAD+烟酰胺环的end-on吸附模式。

载流子分离高效

锐钛矿/金红石相结与TiO2@Ti3C2Tx异质结的协同效应促进了载流子的高效分离，从而提高了光催化性能。

光酶级联应用

构建的无电子介体光酶级联体系可直接用于CO2光还原产甲酸，速率达594 μmol g⁻¹ h⁻¹。

应用场景

• 光酶催化：直接用于无介体光酶级联CO2还原，简化系统并提高效率。
• 人工光合作用：实现光驱动的NADH再生，模拟自然光合作用中的辅酶再生过程。
• 电催化：其高效载流子分离机制可为电催化反应提供借鉴。
• 催化材料：MXene基异质结设计为新型催化材料提供结构范例。
• 生物酶：与酶结合用于CO2还原，扩展了生物酶在非天然反应中的应用。