光催化（photocatalysis）为有机合成提供了一条新途径，原子水平的催化剂设计是其中的关键。基于此，中国科学技术大学熊宇杰教授、龙冉副研究员和戴懿涛研究员（共同通讯作者）等人首次报道了基于ppm级（39 ppm）Cu掺杂剂的Cu1Pd200/TiO2光催化剂，其中Cu元素以TiO2作为半导体载体掺杂在具有原子分散的超薄Pd纳米片（厚度为2 nm）上。作者以氧化苯乙烯与甲醇的醇解反应为模型反应，因为氧化苯乙烯的醇解可以产生有价值的β-烷氧基醇，而制备β-烷氧基醇通常需要腐蚀性强酸或苛刻的反应条件。实验测试发现，Cu1Pd200/TiO2中ppm级Cu原子的存在可以促进醇解反应，在室温下光照（100 mW·cm2）下醇解反应速率高达176 mmol g-1·h-1，分别比Pd/TiO2和纯TiO2高出6倍和17倍。此外，Cu1Pd200/TiO2光催化活性比已报道的卤化物钙钛矿基光催化剂高出近两个数量级，同时其在10次循环后仍表现出优异的稳定性而不会失活。将Cu掺杂剂掺入到Pd纳米片上不仅有利于产生更活跃的甲氧基物质，而且由于电子转移效应，并提供了氧化苯乙烯的独特化学吸附。除了增加助催化剂金属的负载外，该研究还提供了另一种有效的策略来提高最终的光催化活性。总之，祖宗通过在表面上掺杂另一种金属物质来重构一个金属基板的电子结构，这可以通过高效的原子利用率将掺杂剂金属的负载量显着降低到ppm水平。Ppm-level Cu dopant on ultrathin Pd nanosheets/TiO2 for highly enhanced photocatalytic alcoholysis of epoxides. Appl. Catal. B Environ., 2022, DOI: 10.1016/j.apcatb.2022.121211.https://doi.org/10.1016/j.apcatb.2022.121211.
