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*光催化作为一种绿色的氧化方法，在有机污染物降解方面的应用越来越受到重视。紫外光激发*产生的空穴及羟基自由基具有很强的氧化性，能够将大部分有机污染物氧化分解为二氧化碳、水等无机产物。然而，正因为这种无选择性的强氧化能力，使得光催化选择性氧化方面的研究一直进展缓慢。
在国家自然科学基金委、*以及中科院的资助下，化学所光化学院重点实验室的科研人员利用染料/TiO2可见光光催化反应原理，有效避免了空穴和羟基自由基的产生，在常温常压下直接利用分子氧，高选择性地将醇类化合物氧化为对应的醛，成功地将可见光催化用于有机物的绿色选择性氧化反应。
该课题组长期致力于将光催化反应从紫外光区拓展到可见光区，从而实现在太阳光照射下光催化消除污染物的研究。染料/TiO2可见光光催化反应是利用染料分子吸收可见光，激发态的染料分子向*导带注入电子形成不稳定的染料自由基，导带电子和氧气反应生成超氧阴离子等活性物种，在活性氧物种和氧气的共同作用下，染料自由基被氧化分解。通过对光催化机理的不断深入研究，科研人员发现，在光催化反应过程中，如果能够抑制染料自由基和氧气及活性氧物种的反应，就可以使染料分子催化循环而不发生降解。选择具有合适氧化还原电位的蒽醌类染料茜素红（AR，一种便宜的商品化染料），构建了染料/TiO2/TEMPO可见光光催化体系。在可见光照射下，茜素红经历了光化学循环，并驱动有机催化剂TEMPO循环，而此循环可高选择性地氧化有机溶剂中的醇类化合物为相应的醛。该体系适用于芳香醇、脂肪醇、含α-β双键的醇，含氮杂原子的醇等一级醇的选择性氧化，选择性高于99%，转化数（TON）可高于600。通过顺磁共振等研究，证明了染料自由基的生成，以及染料自由基和TEMPO的电子转移过程。
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