L'accoppiamento fotocatalitico diretto del metanolo con glicole etilenico (EG) è molto attraente. Il primo fotocatalizzatore a ossido metallico, un semiconduttore a base di tantalio, è segnalato per l'attivazione preferenziale dei legami C-H all'interno del metanolo per formare il radicale idrossimetilico (*CH ₂ OH) e successivo accoppiamento C-C a EG. L'ossido di tantalio drogato con azoto (N-Ta ₂ oh ₅ ) il fotocatalizzatore è un candidato ecologico e altamente stabile per l'accoppiamento fotocatalitico del metanolo con EG.

La fotochimica del futuro sosterrà l'industria umana senza fumo, e inaugurare una civiltà più brillante basata sull'utilizzo dell'energia solare invece dell'energia fossile. La fotochimica è stata utilizzata per controllare molti processi di reazione, specialmente per le reazioni impegnative contenenti l'attivazione selettiva di C-H e l'accoppiamento di C-C nella sintesi chimica. È di grande interesse che una "reazione catalitica onirica" ​​di accoppiamento diretto del metanolo con glicole etilenico (2CH ₃ OH—HOCH ₂ CH ₂ OH + H ₂ , indicato come MTEG) potrebbe essere ottenuto attraverso i processi di attivazione C-H e di accoppiamento C-C guidati dall'energia solare, e questa reazione MTEG non è stata ancora ottenuta attraverso la termocatalisi.

Il glicole etilenico (EG) è un monomero importante per la produzione di polimeri (ad es. polietilene tereftalato), ANIMALE DOMESTICO), e può essere utilizzato anche come antigelo e additivo per carburanti. La produzione annua di EG è di oltre 25 milioni di tonnellate, che è prodotto principalmente da etilene derivato dal petrolio industrialmente. Il metanolo è una sostanza chimica a piattaforma pulita, che può non solo tradizionalmente prodotto da gas naturale e carbone, ma è stato anche sintetizzato direttamente da biomassa e CO ₂ . Così, il percorso MTEG guidato dall'energia solare fornisce un processo alternativo per la sintesi sostenibile di EG e H ₂ dal metanolo direttamente con grandi attrazioni.

Sebbene l'accoppiamento fotocatalitico diretto del metanolo con EG sia molto attraente, i fotocatalizzatori riportati per questa reazione sono tutti semiconduttori di solfuro di metallo, che possono soffrire di fotocorrosione e avere una bassa stabilità. Così, lo sviluppo di fotocatalizzatori non solforici per l'accoppiamento fotocatalitico efficiente del metanolo con EG e H2 con elevata stabilità è urgente ma estremamente impegnativo.

Recentemente, un gruppo di ricerca guidato dal Prof. Ye Wang dell'Università di Xiamen e dell'Università di Yanshan, La Cina ha segnalato il primo fotocatalizzatore a ossido di metallo, semiconduttore a base di tantalio, per l'attivazione preferenziale del legame C-H all'interno del metanolo per formare il radicale idrossimetilico (* CH ₂ OH) e successivo accoppiamento C-C a EG. Rispetto ad altri fotocatalizzatori di ossido di metallo, come TNO ₂ , ZnO, NO ₃ , Nb ₂ oh ₅ , ossido di tantalio (Ta ₂ oh ₅ ) è unico in quanto può realizzare l'accoppiamento fotocatalitico selettivo del metanolo con EG. L'ossido di tantalio drogato con azoto privo di co-catalizzatore (2% N-Ta ₂ oh ₅ ) mostra un tasso di formazione di EG fino a 4.0 mmol/g/h, circa 9 volte superiore a quello di Ta ₂ oh ₅ , con una selettività superiore al 70%. L'elevata capacità di separazione delle cariche dell'ossido di tantalio drogato con azoto gioca un ruolo chiave nella sua elevata attività per la produzione di EG. Questo catalizzatore mostra anche un'eccellente stabilità per più di 160 h, che non è stato raggiunto rispetto ai fotocatalizzatori di solfuro di metallo riportati. Il fotocatalizzatore a base di tantalio è un candidato ecologico e altamente stabile per l'accoppiamento fotocatalitico di metanolo a EG. I risultati sono stati pubblicati in Giornale cinese di catalisi .