仿光合作用的甲酸甲酯合成及其耦合光催化的研究

光合作用是生命存在的基础，将光合作用原理用于有机化工产品的合成，是实现绿色化学的未来途径。本课题模仿光合作用，设计出由二氧化碳合成甲酸甲酯的耦合光催化路线，兼有二氧化碳资源化的环境保护和清洁转化的双重意义。针对光催化还原二氧化碳过程中存在的量子效率和平衡转化率低等问题，借助甲醇抑制电子与空穴复合、更多溶解二氧化碳和参与酯化反应的三种作用，使热力学不利的还原二氧化碳为甲酸的反应更大程度地进行，最终生成甲酸甲酯。在理论指导和实验验证相结合的研究思路下，首先，通过实验的方法，按氧化还原电势设计、制备并筛选出具有耦合光催化活性的异质结催化剂；其次，解决好耦合光催化反应的匹配问题；最后，再通过对光源提供的光波波长和能量进行调整等手段优化光催化的反应条件，最终实现仿光合作用，并获得较高甲酸甲酯收率的目标。