Vacância de oxigênio (O_v ) influencia significativamente o processo de oxidação através da adsorção e ativação de oxigênio. A dopagem de elementos pode fabricar vacância de oxigênio no dióxido de titânio (TiO₂ ), mas os efeitos dos dopantes na reação de oxidação sobre a vacância de oxigênio permanecem obscuros.
Uma equipe de pesquisa do Centro de Pesquisa para Ciências Eco-Ambientais da Academia Chinesa de Ciências recentemente fabricou vacância de oxigênio dopando nitrogênio em anatase TiO₂ . Seus resultados foram publicados em Cell Reports Physical Science .

Para fabricar vacância de oxigênio com diferentes estruturas, os pesquisadores doparam nitrogênio (N) e boro (B) em anatase TiO₂ (N-TiO₂ e B-TiO₂ ). Ambos N ^- –Ti ³⁺ –O_v e Ti₃ ⁺ –O_v foram observados em N-TiO₂ , mas apenas Ti ³⁺ –O_v em TiO₂ e B-TiO₂ . Os resultados mostraram que N ^- –Ti ³⁺ –O_v é mais reativo que Ti ³⁺ –O_v em O₂ ativação.

Além disso, o N ^- –Ti ³⁺ –O_v sítios ativos formados em N-TiO₂ aumentam significativamente o rendimento térmico e a seletividade da oxidação das ligações C-H primárias no tolueno.

A adsorção e ativação de O₂ são a etapa limitante da taxa na oxidação seletiva de ligações C-H primárias em tolueno. N ^- –Ti ³⁺ –O_v como doadores de elétrons contribuíram para uma rápida formação de espécies de superoxigênio (·O₂ ^- ), que demonstrou ser oxigênio ativo para a oxidação da ligação C-H primária.

A fabricação de N ^- –Ti ³⁺ –O_v sites abre um novo caminho para dopantes para melhorar a reatividade de vacância de oxigênio e aumentar a seletividade de oxidação primária C-H. + Explorar mais

Descoberta de um novo catalisador para hidrogenação de dióxido de carbono altamente ativa e seletiva em metanol