光电催化运用太阳能驱动有机组成，有望削减对化石燃料的依靠。与光催化比较，光电催化在电极界面产生反响，避免了催化剂别离，降低了光催化剂本钱。而比较于电催化，光能的引进有助于战胜能量妨碍，以愈加节能的办法驱动有机反响。近年来，光电催化现已引进醇氧化和C-H键活化反响中。但是，相较于电化学组成，光电化学组成的开展依然面对许多应战。例如，化学反响的区域选择性较差、反响机理局限于亲核进攻构筑C-X键，光电极资料的重复运用等依然是该范畴亟待解决的难题。

  近来，国家纳米科学中心唐智勇研究员、中科院理化所吴骊珠院士报导了经过在BiVO4外表润饰一层超薄Al2O3保护层，显着提高其用于光电催化的反响功率及安稳性，完成了芳胺衍生物C-H键的区域选择性活化构筑C-C键、C-S键。在可见光照射下，光阳极产生的光生空穴有用转移到Al2O3外表，驱动反响底物产生自由基偶联构成C-C键。该反响条件简略、温文，避免了导向基团、过渡金属以及氧化剂参加。此外，理论核算证明了芳胺衍生物C-H键区域选择性活化机制。

  作者首先以典型半导体光阳极（TiO2、WO3、Fe2O3、BiVO4）对C-C偶联反响进行光电催化功能测验，筛选出BiVO4为最佳的光电极资料。为逐渐提高反响功能，作者在BiVO4外表堆积了一层超薄Al2O3保护层。经过具体的表征证明，BiVO4光阳极具有“纳米墙”的结构特征，笔直纳米墙的均匀厚度约为100 nm，高度约为2.5 um，超薄Al2O3层的厚度约为2 nm。功能测验标明，该复合结构有助于保持安稳的光电流，使得反响产率提高到84%，且可安稳循环运用5次。

  底物拓宽标明，具有不一样官能团替代的叔胺、仲胺、伯胺衍生物都能很好的适用该反响系统。有必要留意一下的是，该办法对高活性苯胺分子相同具有十分杰出的耐受性，这在以往的电化学组成中是难以完成的。作者经过理论核算比较了在自由基偶联过程中，苯胺阳离子自由基产生芳环C-H键和氨基N-H键的活化能垒，进一步解说了C-C键构成的原因。

  综上，本作业报导了一种运用负载超薄Al2O3保护层的BiVO4光阳极驱动芳胺C-H键区域选择性活化的新办法，战胜了光电催化有机组成中反响活性与区域选择性低、安稳性差的问题。除了高功率和优异的可重复性外，这种光电催化战略还具有十分杰出的官能团耐受性和环境友好性，为有机办法学与纳米资料催化的穿插结合供给了新的认知，有望推进更具应战性的异相光电催化有机组成的开展。