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環(huán)己烷(C₆H₁₂)氧化脫氫生成環(huán)己烯(C₆H₁₀)過(guò)程中，由于過(guò)度脫氫和氧化會(huì)生成苯或環(huán)己醇等其他產(chǎn)物而導(dǎo)致選擇性低。

華中師范大學(xué)劉曉和賈法龍等人報(bào)道了一種氧缺陷的三氧化鎢(WO_3-x)，實(shí)現(xiàn)光催化C₆H₁₂氧化脫氫，具有高的C₆H₁₀選擇性(~99%)和穩(wěn)定性。

劉曉/賈法龍Appl. Catal. B.: 氧缺陷三氧化鎢用于光催化環(huán)己烷氧化脫氫制環(huán)己烯

WO_3-x上氧空位的引入有利于C₆H₁₂的吸附，WO_3-x的低配位W原子會(huì)向C₆H₁₂的C原子提供電子，削弱其C-H鍵。在光催化反應(yīng)中，光生空穴會(huì)對(duì)C₆H₁₂脫氫氧化并伴隨有H₂O的產(chǎn)生。同時(shí)，產(chǎn)物C₆H₁₀可以很容易地從WO_3-x表面解吸，避免過(guò)度脫氫和氧化，有助于提高選擇性。

光催化C₆H₁₂到C₆H₁₀的途徑為：首先，C₆H₁₂分子被吸附到WO_3-x表面上。

其次，C₆H₁₂分子在光照下被WO_3-x的光生空穴氧化，經(jīng)過(guò)過(guò)渡態(tài)后，一個(gè)H原子被去除并與WO_3-x的相鄰O原子結(jié)合。

第三，*C₆H₁₂的另一個(gè)H原子以相同的方式脫氫，經(jīng)過(guò)另一個(gè)過(guò)渡態(tài)后，形成的C₆H₁₀從催化劑上解吸。之后，表面羥基以H₂O的形式脫離WO_3-x，導(dǎo)致氧空位的形成。最后，反應(yīng)氣體中的氧分子會(huì)填充氧空位并被光生電子還原。

Photocatalytic oxidative dehydrogenation of cyclohexane to cyclohexene over oxygen-deficient tungsten trioxide. Applied Catalysis B: Environmental, 2021. DOI: 10.1016/j.apcatb.2021.120549

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