Lacune d'oxygène (O_v ) influence de manière significative le processus d'oxydation par adsorption et activation de l'oxygène. Le dopage élémentaire peut créer une lacune d'oxygène sur le dioxyde de titane (TiO₂ ), mais les effets des dopants sur la réaction d'oxydation sur la lacune d'oxygène restent flous.

Une équipe de recherche du Centre de recherche pour les sciences éco-environnementales de l'Académie chinoise des sciences a récemment fabriqué une lacune d'oxygène en dopant de l'azote dans du TiO anatase₂ . Leurs résultats ont été publiés dans Cell Reports Physical Science .

Pour fabriquer des lacunes d'oxygène avec différentes structures, les chercheurs ont dopé de l'azote (N) et du bore (B) dans de l'anatase TiO₂ (N-TiO₂ et B-TiO₂ ). Les deux N ^- –Ti ³⁺ –O_v et Ti₃ ⁺ –O_v ont été observés dans N-TiO₂ , mais seulement Ti ³⁺ –O_v dans TiO₂ et B-TiO₂ . Les résultats ont montré que N ^- –Ti ³⁺ –O_v est plus réactif que Ti ³⁺ –O_v en O₂ Activation.

De plus, le N ^- –Ti ³⁺ –O_v sites actifs formés dans N-TiO₂ améliorent considérablement le rendement thermique et la sélectivité de l'oxydation des liaisons primaires C – H dans le toluène.

L'adsorption et l'activation de O₂ sont l'étape limitant la vitesse de l'oxydation sélective des liaisons C – H primaires dans le toluène. N ^- –Ti ³⁺ –O_v car les donneurs d'électrons ont contribué à la formation rapide d'espèces de superoxygène (·O₂ ^- ), qui s'est avéré être de l'oxygène actif pour l'oxydation primaire de la liaison C – H.

La fabrication de N ^- –Ti ³⁺ –O_v ouvrent une nouvelle voie aux dopants pour améliorer la réactivité de la lacune d'oxygène et améliorer la sélectivité de l'oxydation C–H primaire. + Explorer plus loin

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