長期以來,精確了解活性位點的結構一直是多相催化基礎研究的終極目標,但在納米團簇催化領域,這一目標仍極具挑戰性。在鉑(Pt)催化的脫氫反應中,例如用于液態有機儲氫載體(LOHC,liquid organic carriers)的環己烷脫氫反應,以往的研究為納米團簇的尺寸效應提供了有價值的見解。然而,活性位點的最佳幾何結構仍不明確,有時甚至存在相互矛盾的觀點。
有鑒于此,北京大學馬丁教授、華東理工大學戴升教授、重慶大學孫耿副教授等報道對負載在CeO2上的全暴露Pt團簇的環己烷脫氫反應進行研究,這些團簇在環己烷脫氫反應中表現出優異的性能(11.4 mol·molPt-1·s-1),其特點是配位數小、金屬利用率高且具有豐富的凸邊位點。
本文要點:
(1)
通過實驗和理論計算結合,證明全暴露Pt團簇占主導地位的凸邊位點在脫氫反應中的表現優于其他活性位點(如平面位點、空位位點等)。
(2)
這些凸邊緣位點不僅能高效地活化C-H化學鍵,而且對不有利的含碳中間體具有抵抗性,因此實現高效且持久的H2制備。
參考文獻
Mi Peng, Chengyu Li, Huaying Meng, Xuan Tang, Maolin Wang, Jie Zhang, Junzhong Xie, Qingxin Zhang, Fengya Tong, Hao Tian, Hao Wang, Lei Song, Hongyang Liu, Sheng Dai, Geng Sun, Ding Ma, The Role of Convex Edge Site in Fully-Exposed Pt Cluster Catalyst for Hydrogen Production, Angew. Chem. Int. Ed. 2025
DOI: 10.1002/anie.202424816
https://onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1002/anie.202424816