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苯甲醛在光催化反应中氧化还原选择性的理论研究
  • ISSN号:0251-0790
  • 期刊名称:《高等学校化学学报》
  • 时间:0
  • 分类:O644.14[理学—物理化学;理学—化学]
  • 作者机构:环境理论化学教育部重点实验室,华南师范大学化学与环境学院,广州510006
  • 相关基金:国家自然科学基金(批准号:21273081,21403074)、广东省高等学校珠江学者岗位计划和广东省科技厅资助.
中文摘要:

采用密度泛函理论方法在M06-2X/6-311G*水平上模拟了不同反应条件下,Ti O2对苯甲醛的光催化还原和氧化的反应.计算结果表明,苯甲醛的光催化还原和氧化反应均可在常温下发生;在缺氧但有乙醇存在的条件下,乙醇分子可与氧化性物质发生反应,生成醇自由基,苯甲醛主要发生光催化还原反应生成苯甲醇;在有氧气但无乙醇存在条件下,还原性的光生电子被氧气捕获,避免了苯甲醛被还原,主要发生光催化氧化反应生成苯甲酸.

英文摘要:

The photoelectron and photohole could be generated on the surface of TiO2 under the UV irradiation. Some reactive species could be produced indirectly. The photoelectron could be trapped by oxygen leading to yield the superoxide anion radicals, while the photohole can react with the solvent molecules to generate the hydroxyl radical and alcohol radical. The substrate may be reduced by the photoelectron directly, or by alcohol radicals. And it may be oxidized by the photohole directly, or by the reactive species of hydroxyl radicals and superoxide anion radicals. The M06-2X/6-311G* method was employed to investigate the selective redox mechanism of benzaldehyde in solution, which was reduced or oxidized by the reactive species generated during the photo-catalyzed process in different reaction conditions. According to the computation results, the photo-redox reaction of benzaldehyde would be happened in room temperature. In oxygen-free ethanol solvent, the ethanol molecules could react with the oxidizing species to yield the alcohol radicals, while benzaldehyde could be mainly reduced to benzyl alcohol. In oxygen-rich without ethanol condition, the reductive photoelectron is trapped by oxygen to prohibit the reduction of benzaldehyde, so benzaldehyde is mainly oxidized to benzoic acid.

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期刊信息
  • 《高等学校化学学报》
  • 北大核心期刊(2011版)
  • 主管单位:中华人民共和国教育部
  • 主办单位:吉林大学 南开大学
  • 主编:周其凤
  • 地址:吉林大学南胡校区
  • 邮编:130012
  • 邮箱:cjcu@jlu.edu.cn
  • 电话:0431-88499216
  • 国际标准刊号:ISSN:0251-0790
  • 国内统一刊号:ISSN:22-1131/O6
  • 邮发代号:12-40
  • 获奖情况:
  • 首届及第二届国家期刊奖,连续两届“百种中国杰出学术期刊”,中国期刊方阵“双高”期刊
  • 国内外数据库收录:
  • 俄罗斯文摘杂志,美国化学文摘(网络版),荷兰文摘与引文数据库,美国工程索引,美国科学引文索引(扩展库),日本日本科学技术振兴机构数据库,中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2004版),中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版),英国英国皇家化学学会文摘,中国北大核心期刊(2000版)
  • 被引量:50676