C_β-O鍵的選擇性斷裂對(duì)木質(zhì)素轉(zhuǎn)化為高價(jià)值芳香單體具有很大的潛力。基于此，長(zhǎng)安大學(xué)李宇亮教授等人報(bào)道了一種CdS-SH/TiO₂異質(zhì)結(jié)光催化劑，用于C_β-O鍵的高效選擇性斷裂。利用CdS-SH和TiO₂納米片構(gòu)建II型異質(zhì)結(jié)，增強(qiáng)了光吸收范圍，進(jìn)一步增加了光生電子-空穴對(duì)的分離，從而獲得了較高的催化活性。以2-苯氧基-1-苯乙醇為模型底物，在輕度光照下，苯酚收率為85%，苯乙酮收率為87%。

作者分別使用(NH₄)₂C₂O₄、K₂S₂O₈和DMPO作為空穴(h⁺)、電子(e^?)和C_α-O?自由基中間捕獲劑。由于位阻因素和PP-ol C_α上的低自旋密度分布，不利于C_α中心的形成，DMPO主要捕獲C_α-O?自由基。

(NH₄)₂C₂O₄和K₂S₂O₈的加入抑制了PP-ol的轉(zhuǎn)化率以及Phol和AP的產(chǎn)率，表明e^?和h⁺都能促進(jìn)催化反應(yīng)。此外，DMPO的加入幾乎完全抑制了PP-ol的轉(zhuǎn)化，進(jìn)一步表明C_α-O?自由基中間體在催化轉(zhuǎn)化過(guò)程中起關(guān)鍵作用。

作者提出了CdS-SH/TiO₂ II型異質(zhì)結(jié)光催化劑光催化木質(zhì)素模型化合物PP-ol轉(zhuǎn)化的可能機(jī)制。在模擬陽(yáng)光照射下，CdS-SH和TiO₂中的電子被激發(fā)到它們的導(dǎo)帶（CB），在價(jià)帶（VB）中留下空穴。由于CdS-SH與TiO₂之間存在異質(zhì)結(jié)界面，CdS-SH的CB中的電子迅速遷移到TiO₂的CB中，而TiO₂的VB中的空穴則遷移到CdS-SH的VB中。因此，異質(zhì)結(jié)結(jié)構(gòu)的形成顯著地增強(qiáng)了光生電子-空穴對(duì)的分離。

CdS-SH/TiO₂ Heterojunction Photocatalyst Significantly Improves Selectivity for C-O Bond Breaking in Lignin Models. ACS Catal., 2023, DOI: 10.1021/acscatal.3c03309.