可见光催化作为一种应对能源和环境挑战的潜在技术,已引起世界各国科学家们的广泛关注。随着这一研究领域的快速发展,人们对开发优秀的光催化材料产生了极大的兴趣。作为一种新型的复合光催化材料,ZnIn2S4光催化剂在可见光合成应用领域中显示出巨大的潜力。考虑到ZnIn2S4复合材料具有禁带宽度窄和化学稳定性较高的优势,已经被广泛用于析氢、二氧化碳还原和有机污染物降解等领域。不过,在促进光催化合成方面应用仍然较少,因此,开展可见光下ZnIn2S4催化有机小分子氧化/脱氢偶联反应的研究具有重要科学价值和工业前景。本论文详细研究了ZnIn2S4光催化材料合成方法,并系统考察其在可见光催化苄胺氧化偶联、苄胺脱氨偶联和光催化糠醇脱氢偶联反应过程的光催化性能。1、在室温蓝光照射下,通过光催化苄胺偶联实现了C=N和C-N键的选择性生成。本研究成功合成了系列复合金属硫化物半导体,并将其用于胺类化合物的光催化选择性转化。研究发现,以ZnIn2S4-P为催化剂,可以通过改变反应气氛有效调控C=N键或者C-N键的形成。其中,在氧气气氛下进行苄胺的光催化转化,主要产物是N-亚苄基苄胺,且选择性高达99%以上;而在氩气气氛下,苄胺的转化率可达99%,产物则主要是三苄胺。此外,还详细研究了不同胺类的光催化氧化偶联反应,主要产物收率在65-99%之间;根据控制实验数据和表征结果,提出了可见光催化苄胺转化形成C=N或C-N键的反应机理。2、考察不同表面活性剂修饰的复合金属硫化物催化剂和不同锌和铟比例的硫化铟锌催化剂对糠醇脱氢偶联反应的促进作用。结果表明,催化剂制备方法对其光催化性能影响显著,使用聚乙二醇为表面活性剂时合成的ZnIn2S4-KP催化剂效果较好,室温氙灯照射12 h的条件下,糠醇的转化率为87.2%,产物氢化糠偶姻的选择性可达75.6%。特别地,可见光下ZnIn2S4-KP催化剂能够将电子-空穴对的有效寿命延长至7 ns以上,该特性有助于糠醇自由基的大量形成。根据对照控制实验和催化剂表征结果,给出了糠醇脱氢偶联过程可能的反应机理。与工业上传统的1,2-二醇制备方法相比较,可见光驱动一元醇自由基偶联具有反应条件温和、操作简单且原子经济性高的优势。同时,也为有机合成中构建C-C单键提供了一种前景广阔、环境友好的反应途径。