包括次表面碳(subsurface carbidic carbon)和表面碳(surface carbon)的碳類物質(carbonaceous)在異相催化過程中起到關鍵作用。許多文獻報道表明,次表面碳在Pd催化炔烴選擇性加氫反應中起到重要的作用,但是表面碳的作用通常被忽略。
有鑒于此,路易斯安那州大學丁昆侖教授、Ye Xu等報道發現次表面碳在Pd催化乙炔加氫反應中并不是主要作用,反而是表面碳物種對加氫反應的選擇性起到關鍵作用。
電子顯微表征和光譜表征以及理論計算模擬的結果表明,表面部分石漠化的碳物種對表面反應中間體起到獨特的空間限域效應,因此影響了反應的能量,促進乙烯脫附,而不是過度加氫。
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這種控制選擇性的機理與酶催化非常類似,酶催化活性位點能夠選擇性的吸引反應物和釋放產物。在CO/CO2加氫、烷烴脫氫反應中同樣存在類似的機理。
參考文獻
Peng Zhai, Divakar R. Aireddy, Mark B. Berko, Ahmad Arshadi, Michael J. Zachman, David A. Cullen, Ye Xu, Kunlun Ding, Anomalous Role of Carbon in Pd-Catalyzed Selective Hydrogenation, Angew. Chem. Int. Ed. 2024
DOI: 10.1002/anie.202421351
https://onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1002/anie.202421351