丙烯氧化物是重要的塑料工业产品，人们认为不使用H₂或者贵金属只使用O₂进行丙烯环氧化反应是个很好的反应。

有鉴于此，中国石油大学吴明铂、吴文婷等发展了一种串联催化剂体系，能够光催化原位生成H₂O₂用于丙烯环氧化。该串联催化剂体系在Ar气氛中热解同时使用前体分子超分子自组装的方式合成含有N_3C缺陷位点的氮化碳（CN），在没有H₂和贵金属的情况实现了高选择性高反应速率从丙烯原料制备环氧丙烷。

主要内容

（1）

氮化碳引入的N_3C缺陷位点能够显著的增强电子-空穴分离，增强H⁺和O₂吸附，并且能够通过·O₂^-和¹O₂两种方式光催化制备H₂O₂，产量达到5775 μmol/g/h。

（2）

通过使用甲醇和水混合溶剂，能够避免H₂O₂的分离和纯化，改善制备H₂O₂和环氧丙烷。通过这种方式，环氧丙烷的产量达到5515 μmol/g/h，选择性达到99.1 %。

这项工作提出了使用O₂制备环氧丙烷的新方法，而且展示了将光催化合成H₂O₂和丙烯环丙烷化结合的方法。

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Qinhua Zhang, Longjian Li, Qiang Zhou, Haonan Zhang, Hangkai Zhang, Bo An, Hui Ning, Tao Xing, Mingqing Wang, Mingbo Wu*, and Wenting Wu*, Boosting C₃H₆ Epoxidation via Tandem Photocatalytic H₂O₂ Production over Nitrogen-Vacancy Carbon Nitride, ACS Catal. 2023, 13, 13101–13110

DOI: 10.1021/acscatal.3c02904

https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acscatal.3c02904