由氧气转化的高反应活性物质通常称为活性氧(ROS)。ROS主要包括四种:超氧自由基(·O_2~-)、过氧化氢(H_2O_2)、羟基自由基(·OH)和单线态氧(~1O_2)。各种ROS具有不同的氧化能力,可以针对不同反应物进行特异性氧化,是许多物理、化学和生物系统中的重要物质。其中,相比其他ROS物种,~1O_2在催化反应中具有高选择性的优势,已在多个领域受到广泛关注。例如~1O_2在有机污染物降解、有机化学品合成以及癌症光动力疗法(PDT)等领域发挥着不更多可或缺的作用。产生~1O_2的方法很多,主要包括光敏化途径、化学途径以及酶催化反应途径。其中,光敏化产生~1O_2具有简单可控的优点,是目前该领域的研究焦点。光敏化产生~1O_2强烈依赖于光敏剂的性质,目前常用的光敏剂存在的主要问题是容易光降解而失去活性,且量子产率较低。针对这些问题,本论文研发了一类新型高效产生~1O_2的非铅卤化钙钛矿光敏剂,并应用于有机物选择性氧化。具体内容如下:(1)本论文中首次发现具有良好光吸收能力的非铅卤化钙钛矿Cs_3Sb_2Br_9纳米晶可以有效地产生~1O_2。借助近红外磷光发射光谱和特定的化学捕获技术直接证明了~1O_2的生成。锰掺杂的Cs_3Sb_2Br_9纳米晶产生~1O_2的量子产率达到0.38,高于大多数贵金属/半导体纳米晶。通过系统的自由基湮灭实验提出Cs_3Sb_2Br_9纳米晶产生~1O_2是通过电荷转移机制实现的。Cs_3Sb_2Br_9纳米晶产生的温和高效的~1O_2可以将苯甲硫醚选择性氧化为重要的医药中间体苯甲亚砜。通过对Cs_3Sb_2Br_9纳米晶进行锰掺杂,提高光生载流子分离效率,苯甲硫醚氧化为苯甲亚砜的转化率和选择性分别达到90%和99%。(2)考虑到二维材料相对于三维材料具有更好的稳定性和更多的不饱和活性位点,本论文中采用热注入的方法制备了Cs_3Sb_2Br_9纳米片。结合近红外磷光发射光谱和特定的化学捕获技术证明了Cs_3Sb_2Br_9纳米片同样可以将氧气转化为~1O_2。苯甲硫醚氧化为苯甲亚砜的性能研究表明,Cs_3Sb_2Br_9纳米片比Cs_3Sb_2C59抑制剂Br_9纳米晶具有更高的活性。此外,为了拓宽光敏剂的光谱响应范围,论文中对Cs_3SBioprinting techniqueb_2Br_9纳米片进行碘离子掺杂,制备出系列Cs_3Sb_2Br _XI_(9-X)纳米片,进一步提升了光催化苯甲硫醚氧化为苯甲亚砜的性能。