赤铁矿光电催化选择性氧原子转移机制研究

赤铁矿是一种具有潜力的光电催化材料,已被广泛用于水氧化反应研究。在该反应中,赤铁矿受光激发后会在表面形成捕获态空穴,即高价铁氧物种(Fe^Ⅳ=O)。其受水分子的亲核进攻形成氧—氧键,且遵循质子耦合电荷转移机制,这一观点已得到动力学同位素效应、电化学阻抗谱以及原位光电化学红外光谱等实验证据的支持。在此基础上,受高价金属—氧物种诱导的氧原子转移(oxygen atom transfer, OAT)反应的启发,赤铁矿催化的有机相OAT反应取得了突破性进展,开辟了赤铁矿光电催化应用的新方向。这种高效的OAT机制被进一步拓展到一些典型的无机物(氨、亚硝酸盐等)氧化反应,为环境污染物的去除提供了新的思路。