光催化选择性有机转化利用太阳能而不是热能，为几种与工业相关的化学品提供了一种有效的合成替代方法。然而，在大多数情况下，光催化有机反应体系仅涉及还原或氧化途径，需要牺牲试剂作为有效的电子受体或给体，从而限制了经济附加值。最近，在双功能光催化反应体系中合并选择性有机还原和氧化已被提出来解决这一局限性。在这种耦合反应系统中，光生电子和空穴都可以同时用于生产增值产品，使整个过程从经济的角度来看更有价值。
有鉴于此，比利时鲁汶大学Bo Weng和西安科技大学李远刚副教授等人，系统地综述了双功能光催化有机合成的研究进展。
本文要点
1）特别强调将选择性有机氧化和还原反应合并，并将选择性有机转化与化学燃料生成(例如，H2、CO)耦合。并对该领域的未来发展提出了展望。尽管仍处于起步阶段，但这种双功能技术将为开发符合严格的经济、社会和生态预期的下一代选择性有机转化过程提供机会。
2）首先，要将这些实验结果应用到实际中，研究重点应该放在设计高效、化学稳定、可见光响应的半导体材料，使其光催化活性最大化。具体而言，半导体的晶体结构、尺寸和形貌显著影响其结构和电子性能，这是制备高性能半导体基复合材料的可行策略。其次，利用光生电子和空穴同时生产各种有价值的化学产品的反应机理是有争议的。因此，研究双功能反应体系的反应机理，揭示详细的反应路线具有重要意义。第三，所需产物的选择性应进一步提高以减少副产物的量。为了实现该目标，一种合适的光催化剂的精细设计以平衡反应物的吸收和中间体或产物的解吸是一种可行的方法。尽管这一新兴领域取得了令人兴奋的进展，但大多数实验仍然是在小实验室规模上进行的。对于上述有价值的化学物质，从实验室到大规模反应的试探性转变仍然是必须的。
参考文献：
Weike Shang et al. Synergistic Redox Reaction for Value-Added Organic Transformation via Dual-Functional Photocatalytic Systems. ACS Catal., 2021.
DOI: 10.1021/acscatal.0c04815
https://doi.org/10.1021/acscatal.0c04815
