近日，我校熊宇杰副校长、崔晓峰副教授联合中国科学院福建物构所的张磊教授在光催化碳氢化合物选择氧化领域取得重要进展，该成果以Precisely Tailoring Heterometallic Polyoxotitanium Clusters for the Efficient and Selective Photocatalytic Oxidation of Hydrocarbons”为题，于2022年10月31日，在国际顶级化学期刊《Angewandte Chemie International Edition》上在线发表。原文链接：https://doi.org/10.1002/anie.202215540。

利用氧气在温和条件下将碳氢化合物选择性地氧化为高附加值的含氧化学品是一种富有前景且充满挑战的工艺。光催化能够直接利用太阳光激发产生电子和空穴，进而活化氧气产生活性氧物种，有望在温和、绿色的条件下实现该目标。但是目前的光催化材料因难以充分利用光生电荷和活性氧，限制了它们的催化效率。

基于此，该团队巧妙地设计合成了一种晶态的、含三价铁（Fe^Ⅲ）的共晶型钛氧簇合物Ti₄Fe₁。该团簇化合物能够很好地调控光激发状态下的能量转移和电荷转移过程，使得光生空穴和单线态氧协同作用活化C(sp³)-H键，从而实现了将烃类碳氢化合物（C₅至C₁₆）高效和选择性地氧化成醛和酮，转化率高达12,860 μmol·g⁻¹·h⁻¹，比Fe^Ⅲ掺杂型的钛氧簇合物Ti₃Fe₁高出5.7倍。该工作为从原子水平上调控光催化剂的电子结构和能量转移提供了新的见解，为光催化氧化反应中提高光生载流子和活性物种转化效率提供了理论指导。

该论文通讯作者为熊宇杰副校长、崔晓峰副教授和张磊教授，安徽师范大学为第一完成单位。