有目的地原子級設計催化位點,特別是促進低溫下的目標反應活性和選擇性,是催化領域的關鍵挑戰。有鑒于此,堪薩斯大學陶豐(Franklin Feng Tao)、加州大學洛杉磯分校Philippe Sautet等報道Pd1和Mo1單原子位點的組合構筑的催化劑,在100-150 ℃低溫的苯甲醚加氫脫氧生成苯的反應具有高活性和高選擇性,對比發現單獨的Pd金屬納米顆粒催化劑或MoO3納米顆粒催化劑沒有這種催化活性。
單獨由Pd1或Mo1單原子位點構建的催化劑效果明顯更低,而且Pd1位點的催化劑顯示出一些活性但是選擇性比較低。而且,低分散度的納米粒子效果同樣更差。
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理論計算模擬的結果表明,Pd1和Mo1單原子位點分別活化H2和苯甲醚,它們的結合在這個低溫范圍內觸發苯甲醚的加氫脫氧。Co3O4載體本身對苯甲醚加氫脫氧沒有活性,但是通過將氫原子從Pd1轉移到Mo1位點參與化學反應。
這一發現為設計對目標反應路徑的催化劑提供一種新途徑,而且金屬和氧化物納米顆粒的低溫下轉化生物質衍生物都無法表現這種效果。
參考文獻
Yu Tang, George Yan, Shiran Zhang, Yuting Li, Luan Nguyen, Yasuhiro Iwasawa, Tomohiro Sakata, Christopher Andolina, Judith C. Yang, Philippe Sautet*, and Franklin Feng Tao*, Turning on Low-Temperature Catalytic Conversion of Biomass Derivatives through Teaming Pd1 and Mo1 Single-Atom Sites, J. Am. Chem. Soc. 2024
DOI: 10.1021/jacs.4c07075
https://pubs.acs.org/doi/10.1021/jacs.4c07075