在多種多樣的含CO的催化反應中,包括醇類的脫氫過程,CO在鉑Pt基催化劑上的吸附過強會產生中毒效應。傳統通過改變Pt原子的電子結構的策略有助于減弱CO吸附;但是,這些策略通常不利于C-H化學鍵斷裂,并且降低有機醇脫氫反應的催化效率。
有鑒于此,北京大學馬丁教授、山東大學Chun-Jiang Jia等報道展示了Pt單原子與異質結構的MoOx/Mo2N的協同作用,實現了醇類分子的高效脫氫,使其既具有高抗CO毒化性能,而且具備優異的C-H和O-H鍵活化能力。
本文要點:
(1)
通過Pt與MoOx/Mo2N之間的強相互作用實現電子轉移,進而導致Pt位點的5d軌道電子占據降低,使CO易于脫附,從而提高整個反應循環的效率。
(2)
基于原位結構表征和同位素標記,發現自發形成的薄層MoOx-Ov即使在低至室溫的條件下也能實現O-H鍵的無勢壘斷裂,這在能量上促進界面Pt單原子位點上的C-H鍵斷裂。
因此,通過單原子和含有缺陷的載體的優勢進行結合,用于制備在眾多含CO反應中具有抗CO性能且不降低反應活性的Pt基催化劑。
參考文獻
Ming Zhang, Xin-Pu Fu, Shan-Qing Li, Wei-Wei Wang, Ding Ma*, and Chun-Jiang Jia*, CO-Tolerant Pt1-MoOx/Mo2N Catalyst for Efficient Activation of C–H and O–H Bonds toward Alcohol Dehydrogenation, J. Am. Chem. Soc. 2025
DOI: 10.1021/jacs.4c17409
https://pubs.acs.org/doi/10.1021/jacs.4c17409