Ilustración esquemática de la oxidación primaria del enlace C-H del tolueno. Crédito:Chen Cheng et al.
Vacancia de oxígeno (Ov ) influye significativamente en el proceso de oxidación a través de la adsorción y activación del oxígeno. El dopaje de elementos puede fabricar una vacante de oxígeno en el dióxido de titanio (TiO2 ), pero los efectos de los dopantes en la reacción de oxidación sobre la vacante de oxígeno siguen sin estar claros.
Un equipo de investigación del Centro de Investigación de Ciencias Ecoambientales de la Academia de Ciencias de China ha fabricado recientemente vacantes de oxígeno dopando nitrógeno en anatasa TiO2 . Sus resultados fueron publicados en Cell Reports Physical Science .
Para fabricar vacantes de oxígeno con diferentes estructuras, los investigadores doparon nitrógeno (N) y boro (B) en anatasa TiO2 (N-TiO2 y B-TiO2 ). Ambos N - –Ti 3+ –Ov y Ti3 + –Ov se observaron en N-TiO2 , pero solo Ti 3+ –Ov en TiO2 y B-TiO2 . Los resultados mostraron que N - –Ti 3+ –Ov es más reactivo que Ti 3+ –Ov en O2 activación.
Además, el N - –Ti 3+ –Ov sitios activos formados en N-TiO2 mejorar significativamente el rendimiento térmico y la selectividad de la oxidación de los enlaces C-H primarios en el tolueno.
La adsorción y activación de O2 son el paso limitante de la velocidad en la oxidación selectiva de los enlaces C-H primarios en el tolueno. N - –Ti 3+ –Ov como donantes de electrones contribuyeron a una rápida formación de especies de superoxígeno (·O2 - ), que demostró ser oxígeno activo para la oxidación primaria de enlaces C-H.
La fabricación de N
-
–Ti
3+
–Ov sitios abre una nueva vía para que los dopantes mejoren la reactividad de la vacante de oxígeno y mejoren la selectividad primaria de oxidación de C-H. Descubrimiento de un nuevo catalizador para la hidrogenación selectiva y altamente activa de dióxido de carbono a metanol
