Engineering Semiconductor Quantum Dots for Selectivity Switch on High-Performance Heterogeneous Coupling Photosynthesis

半导体 量子点 激进的 材料科学 光化学 选择性 纳米技术 光电子学 人工光合作用 有机半导体 光催化 化学 有机化学 催化作用
作者
Ming–Yu Qi,Marco Conte,Zi‐Rong Tang,Yi–Jun Xu
出处
期刊:ACS Nano [American Chemical Society]
卷期号:16 (10): 17444-17453 被引量:57
标识
DOI:10.1021/acsnano.2c08652
摘要

Semiconductor-based photoredox catalysis brings an innovative strategy for sustainable organic transformation (e.g., C-C/C-X bond formation), via radical coupling under mild conditions. However, since semiconductors interact with photogenerated radicals unselectively, the precise control of selectivity for such organic synthesis by steering radical conversion is extremely challenging. Here, by the judicious design of a structurally well-defined and atomically dispersed cocatalyst over semiconductor quantum dots, we demonstrate the precise selectivity switch on high-performance selective heterogeneous coupling photosynthesis of a C-C bond or a C-N bond along with hydrogen production over the Ni-oxo cluster and single Pd atom-decorated CdS quantum dots crafted onto the SiO2 support. Mechanistic studies unveil that the Ph(•CH)NH2 and PhCH2NH2•+ act as dominant radical intermediates for such divergent organic synthesis of C-C coupled vicinal diamines and C-N coupled imines, as respectively enabled by Ni-oxo clusters assisted radical-radical coupling and single Pd atom-assisted radical addition-elimination. This work overcomes the pervasive difficulties of selectivity regulation in semiconductor-based photochemical synthesis, highlighting a vista of utilizing atomically dispersed cocatalysts as active sites to maneuver unselective radical conversion by engineering quantum dots toward selective heterogeneous photosynthesis.

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
刚刚
诗谙发布了新的文献求助10
1秒前
1秒前
赵春晖完成签到,获得积分10
1秒前
徐阳发布了新的文献求助10
1秒前
熊熊完成签到 ,获得积分10
1秒前
新鲜事完成签到,获得积分10
2秒前
李健应助Kyler采纳,获得20
2秒前
顾矜应助yfany采纳,获得10
2秒前
laochen应助隐形的紫菜采纳,获得10
2秒前
陈思完成签到,获得积分10
3秒前
fudandan发布了新的文献求助10
3秒前
3秒前
3秒前
小马甲应助ly采纳,获得30
3秒前
4秒前
QXH发布了新的文献求助10
4秒前
moumou发布了新的文献求助10
4秒前
明理涫完成签到,获得积分20
4秒前
半颗橙子发布了新的文献求助10
4秒前
5秒前
5秒前
Ho1iday发布了新的文献求助10
5秒前
6秒前
洛洛发布了新的文献求助10
6秒前
CipherSage应助柠檬采纳,获得10
6秒前
orixero应助星星采纳,获得10
7秒前
谢代豪完成签到,获得积分10
7秒前
从不内卷发布了新的文献求助10
7秒前
喜悦诗翠发布了新的文献求助10
7秒前
7秒前
卡夫卡关注了科研通微信公众号
7秒前
李lll发布了新的文献求助10
8秒前
Hello完成签到,获得积分10
8秒前
8秒前
一只耳完成签到,获得积分10
9秒前
billows发布了新的文献求助10
10秒前
科研小子发布了新的文献求助10
10秒前
10秒前
lcsw完成签到,获得积分10
11秒前
高分求助中
Principles of Economics, 11th Edition 10000
University Physics with Modern Physics, 16th edition 10000
(应助此贴封号)【重要!!请各用户(尤其是新用户)详细阅读】【科研通的精品贴汇总】 10000
Molecular Mechanisms of Photosynthesis, 4th Edition 1000
Organic Reactions, Volume 116 1000
Matrix Methods in Data Mining and Pattern Recognition 510
Social Skills Improvement System-Rating Scales--Chinese Version 500
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 纳米技术 工程类 有机化学 化学工程 生物化学 计算机科学 内科学 物理 复合材料 催化作用 细胞生物学 无机化学 光电子学 物理化学 电极 基因
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 7254969
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 8876880
关于积分的说明 18744380
捐赠科研通 6935366
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3200266
关于科研通互助平台的介绍 2374871
邀请新用户注册赠送积分活动 2175232