Ni单原子量子点光催化剂

烯丙基C-H键直接官能化

一种修饰在CdS量子点上的单原子Ni光催化剂，能在太阳光驱动下同时将烯丙基sp³ C-H键直接转化为C-C键，并还原CO₂为可调比例的合成气，整个过程无需额外氧化剂或底物预官能化。

Qi, Meng · Xu, Yi · 祁明雨

Angewandte Chemie - International Edition 2023

具体参数

合成气CO/H2比例

1:2–5:1

技术优势

无需额外氧化剂或还原剂

反应利用光生空穴直接氧化烯丙基C-H键，同时光生电子还原CO2，实现了氧化还原经济性。

底物无需预官能化

直接利用未活化的烯丙基sp3 C-H键进行C-C键构建，简化了合成步骤，提高了步骤经济性。

合成气比例可调

CO/H2比例可在1:2到5:1之间调节，可满足不同下游化工过程对合成气组成的要求。

产物范围广

多种烯丙基底物可与芳基或烷基卤化物偶联，得到中等至优异产率的烯丙基C-C产物。

应用场景

• 光催化合成：用光驱动替代传统热化学或贵金属催化，实现绿色C-C键构建。
• 太阳能燃料：将太阳能转化为可储存的合成气，用于后续燃料或化学品生产。
• 单原子催化剂：单原子Ni位点提高原子效率，同时催化CO2还原和C-H活化。
• 二氧化碳还原：将CO2转化为有价值的合成气，同时偶联有机合成，减少碳排放。