光固化材料廣泛應用於齒科醫學、電子器件與3D打印等重要的技術領域，光固化材料的力學性能要求越來越高，設計力學性能優異的光固化材料（例如高抗沖環氧材料）迫切需要陽離子與自由基混雜的光引發技術。傳統的自由基或陽離子光聚合反應僅適用於紫外光激發⛹️‍♀️，可見光條件下的聚合反應可以產生顯著的技術操作便利性💦。隨著人們環保🕺🏼🧜‍♂️、低能耗意識的提高♞，可見光引發體系的發展逐漸受到關註🧍‍♀️。

       沐鸣开户倪秀元教授課題組近期在納米半導體的光催化聚合反應方向取得了重要研究進展👩🏿‍🏭，提出了一種三元化合物的引發體系🚵🏿‍♀️：由Fe元素摻雜TiO2  (Fe-doped TiO2 )🩸、丁二酸與二苯基碘鎓鹽 (  Ph2I+PF6-)組成✷，它可同時引發丙烯酸酯單體的自由基聚合與環氧化合物的陽離子聚合👾，並且適用於可見光條件👄🔉。
 

       研究結果揭示了光化學反應機理🧑🏻‍🎨：Fe-doped TiO2吸收可見光🥐🏌🏿‍♂️，然後催化丁二酸發生脫酸反應💆‍♂️，生成了烷基自由基（R∙）🚺、CO2與H+👨🏻‍🦼‍➡️，R∙引發丙烯酸酯單體的自由基聚合🖖🏻🏡；碘鎓鹽捕獲光生電子，然後生成鎓鹽負離子可穩定(stabilize)脫羧反應產物H+，使H+免於與光生電子的復合，從而促進環氧化合物的陽離子聚合。

Figure 1.  Thereaction mechanism of the visible-light induced cationic and free radical polymerizations initiated by TiO2:Fe10%/succinic acid/Ph2I+PF6-

       這項研究成果提出的Fe-doped TiO2/succinic acid/ Ph2I+PF6-三元引發體系發展了一種新型光固化技術路線：在該引發體系中💁🏽，鎓鹽負離子使H+免於與光生電子的復合，從而明顯提高了半導體的光催化效率，並實現了自由基-陽離子的雙引發，其自由基-陽離子雙引發與可見光激發的特點有望拓展光固化聚合物的用途，具有廣闊的應用前景。該項研究成果現已發表於催化類權威期刊Journal of Catalysis，論文題目為Cationic andfree radical polymerization initiated by a visible-light sensitive complexbased on the photocatalytic decarboxylation of carboxylic acid，第一作者是博士生廖晚鳳🧝🏽‍♀️。

       TiO2光催化脫羧反應又稱為photo-Kolbe反應😌，是Kraeutler and Bard於1978年報道🛕。倪秀元教授及其研發團隊曾首次觀察到中間產物烷基自由基(R*)引發的聚合反應🫵🏿，並應用13C標記乙酸（13CH3COOH），檢測出聚合物鏈的端甲基結構，從聚合反應角度證明了反應機理；由TiO2與CH3COOH組成的雙組份引發體系在水相表現出高引發效率，這發展了一種實用性的水性光固化材料，避免了傳統光引發劑不溶解於水的問題。（J. Photochem. Photobiol. A: Chem. 195 (2008) 323-329.）此後🥋，該課題組研究了不同碳數的二元脂肪族羧酸的光催化脫羧引發的聚合反應特征🤵🏽‍♂️，揭示了羧酸化學結構的影響👨🏿，該研究成果被選為光化學專業期刊Journal of Photochemical & Photobiological Sciences的封面文章（J. Photochem. Photobiol.Sci. 2017, 16, 1211-1219）🕣。在納米半導體光催化反應過程中🍄，光生電荷的復合限製催化反應的效率🙍🏽‍♀️，該課題組新近提出的三元引發體系進一步提高了半導體的光催化效率🤦🏿‍♂️，並實現了自由基-陽離子的雙引發，這些研究結果豐富和完善了納米半導體光化學反應的理論。