[FeFe]-氫酶活性中心模擬配合物催化光化學CO2選擇性還原為CO

2021-02-26 邃瞳科學雲

DOI: 10.1016/S1872-2067(20)63644-0

近日,《催化學報》在線發表了大連理工大學王梅教授課題組在光催化CO2還原領域的最新研究成果。該工作報導了[FeFe]-氫酶活性中心模擬配合物,即1,2-亞苯基S^S橋雙核鐵配合物,光誘導催化CO2選擇性還原反應及其催化CO2還原和質子還原反應選擇性的可控調變。論文第一作者為:程明倫,論文通訊作者為:王梅。模擬自然界光合作用,以太陽能為驅動力,在催化劑的作用下將CO2轉化成CO、HCOOH、CH4等化學品或燃料,對於太陽能轉化和CO2利用具有重要的科學意義和潛在的應用前景。自然界中存在的[NiFe]一氧化碳脫氫酶可以高效地將CO2還原成CO,其優異的催化活性主要是由於金屬酶中Ni和Fe的雙金屬協同催化作用。近年來,文獻報導了許多具有光/電化學催化CO2還原活性的過渡金屬配合物,大多數為單核配合物,關於雙核金屬配合物作為CO2還原分子催化劑,以及模擬[NiFe]一氧化碳脫氫酶中雙金屬協同催化功能的報導還很少。設計研發對CO2還原反應具有高催化活性、並且對某一特定低碳分子(如CO、HCOOH或CH4等)具有高選擇性的雙核非貴金屬分子催化劑,模擬金屬酶的雙金屬協同催化功能,仍然是一項具有挑戰性的研究工作。[FeFe]氫酶是一種能夠高效催化質子還原產氫的金屬酶,其活性中心的結構與[NiFe]一氧化碳脫氫酶活性中心的結構類似,都具有由硫原子相連的雙金屬結構,而且其催化質子還原產氫機理與[NiFe]一氧化碳脫氫酶的工作原理相似,均經過雙金屬協同催化機理。基於此,我們研究了類[FeFe]氫酶結構的雙核鐵配合物對光碟機動CO2還原的催化性能。雖然[FeFe]氫酶活性中心模擬物被廣泛應用於催化電/光化學質子還原產氫研究,但尚未見用於催化CO2還原反應的報導。

基於剛性、共軛S^S橋雙核鐵配合物的同步雙電子可逆還原特性,研究了以1,2-亞苯基S^S橋雙核鐵配合物(1)為催化劑、[Ru(bpy)3]2+為光敏劑、BIH(BIH = 1,3-二甲基-2-苯基-2,3-二氫-1H-苯並[D]咪唑)為電子給體的三組分體系的光催化CO2還原性能。結果表明配合物1在CO2飽和的乙腈/甲醇溶液中能夠高效催化CO2還原生成CO。在優化的反應條件下,TOFCO達到427 h-1,CO的選擇性為97%。與已報導的光化學CO2還原鐵基分子催化劑相比,配合物1的催化活性和選擇性均位於前列。與之形成鮮明對比,在同樣的反應條件下,以具有1,2-亞乙基S^S橋雙核鐵配合物2作為催化劑組成的三組分體系沒有光催化還原CO2活性,這表明雙核鐵配合物中S^S橋的結構是影響這類配合物催化光化學CO2還原活性的重要結構因素之一。研究發現向基於配合物1的三組分光催化體系中加入不同量的三乙醇胺(TEOA)時,能夠抑制體系中CO2還原生成CO的反應,同時促進質子還原產氫反應,因此可以方便地調節該光催化體系生成CO和H2的比例,從而可控生成含不同CO/H2比例的合成氣。根據對體系各組分的氧化還原電位的熱力學分析以及螢光和瞬態吸收光譜的研究結果,提出了配合物1/[Ru(bpy)3]2+/BIH體系光催化CO2還原生成 CO的可能機理。體系中激發態*[Ru(bpy)3]2+不能將光激發的電子轉移給配合物1,但能夠被電子給體BIH還原淬滅為[Ru(bpy)3]+;隨後,兩分子的[Ru(bpy)3]+可將配合物1還原為真正的催化活性物種12−,催化CO2還原反應。這一研究結果揭示了具有剛性S^S橋結構的雙核鐵配合物對光化學CO2還原至CO的特殊催化活性,發掘了[FeFe]氫酶模擬物的催化多功能性,拓展了光碟機動CO2還原分子催化劑的種類。

圖1. (左)催化劑、光敏劑和電子給體的分子結構; (右)在CO2飽和的無水乙腈溶液中,催化劑12 (20 μM)、[Ru(bpy)3](PF6)2 (0.2 mM)和BIH (20 mM)體系在光照下(λ > 420 nm)催化CO2和質子還原產物CO和H2的TON‒t曲線圖

要點:

以具有剛性1,2-亞苯基S^S橋的雙核鐵配合物1為催化劑、[Ru(bpy)3]2+為光敏劑、BIH為電子給體組成的三組分體系在CO2飽和的無水乙腈溶液中能夠在可見光碟機動下催化CO2還原生成CO,TON為256,CO的選擇性> 99%。與之形成鮮明對照,在相同的反應條件下,採用具有1,2-亞乙基S^S橋的雙核鐵配合物2作為催化劑組成的三組分體系沒有光催化還原CO2活性,這是由於配合物2的第一和第二還原電位分別為-1.29和-1.71 V vs SCE,而[Ru(bpy)3]+的氧化電位為-1.33 V vs SCE,所以配合物2可以被[Ru(bpy)3]+還原為2-,但是[Ru(bpy)3]+不能進一步將2-還原為催化活性物種22-。研究結果揭示了S^S橋的結構對此類雙核鐵配合物催化光化學CO2還原的活性具有決定性的影響。空白對照實驗顯示催化劑、電子給體、光敏劑以及光照條件都是該體系催化CO2還原反應必不可缺的要素。

圖2. (a)在與圖1相同的反應體系中加入甲醇(1.5 M)和(b) 1/[Ru(bpy)3](PF6)2/BIH三組分濃度優化體系在CO2飽和的乙腈/甲醇(1.5 M)溶液中光催化CO2和質子還原產物CO和H2的TON‒t曲線圖

要點:

研究發現,在乙腈溶液中加入適量的甲醇可以大幅提升配合物1催化光化學CO2還原的活性。當溶液中甲醇濃度為1.5 M時,光照150 分鐘生成的CO和H2的TON分別為389和25,產物CO的選擇性為94%。提高光敏劑和電子給體的濃度能夠進一步提高配合物1的催化活性。在優化的反應條件下,TONCO和TOFCO分別為710和427 h-1,CO的選擇性達到97%。與已報導的光化學CO2還原鐵基分子催化劑相比,配合物1的催化活性僅次於目前文獻報導的活性最高的鐵基分子催化劑[Fe(qpy)(OH2)2]2+ (qpy = 2,2′:6′,2″:6″,2‴-quaterpyridine)。

圖3. TEOA (2% or 20 %, v/v)對於1/[Ru(bpy)3]2+/BIH體系光催化CO2和質子還原產物CO和H2選擇性的影響

要點:

研究發現向三組分光催化體系中加入不同量的TEOA時,能夠抑制體系中CO2還原生成CO的反應,同時促進質子還原產氫反應。當向體系中加入2% (v/v)的TEOA時,CO2還原產物CO的選擇性由97%降低為44%,同時產物H2的選擇性由3%提高到56%;進一步加入20% (v/v)的TEOA時,CO的選擇性降為2%,而H2的選擇性高達98%。因此,改變體系中TEOA的含量可以調控基於配合物1的光催化體系對於CO2和質子還原反應的催化選擇性,從而可控生成CO/H2比例不同的合成氣。


圖4. (a) 1/[Ru(bpy)3]2+/BIH體系在13CO2飽和的乙腈溶液中光照120分鐘後生成的CO的質譜圖;(b)加入汞(20 μL)對於1/[Ru(bpy)3]2+/BIH體系光催化CO2還原反應的影響;(c) 1/[Ru(bpy)3]2+/BIH體系在CO2飽和的乙腈/甲醇(1.5 M)溶液中光催化CO2還原產物CO的TON−t曲線圖: (i)光照反應200分鐘,反應150分鐘後向體系中加入一當量的(ii)配合物1或(iii) [Ru(bpy)3](PF6)2

要點:

13C同位素標記實驗顯示在13CO2飽和的乙腈溶液中1/[Ru(bpy)3]2+/BIH體系催化CO2還原生成的13CO/12CO的比值約為99:1 (採用提取GC-MS中總離子碎片的方式估算12CO和13CO的比例),說明光照體系產生的CO幾乎都是來源於CO2還原。汞中毒實驗顯示含有20 μL汞和不含汞的兩個對比實驗反應過程中CO隨時間增長的曲線幾乎重合,說明加入汞對光催化體系沒有明顯影響,證明該體系中起催化作用的是雙核鐵分子催化劑,而不是由配合物分解產生的金屬材料納米顆粒。在CO2飽和的乙腈/甲醇(1.5 M)溶液中1/[Ru(bpy)3]2+/BIH體系對於 CO2還原反應的光催化活性可保持大約90分鐘,隨後催化活性逐漸降低。體系失活主要是由於[Ru(bpy)3]2+在長時間光照反應過程中逐漸降解所致。

圖5. 在不同濃度的(a) 1或(b) BIH存在下[Ru(bpy)3]2+的螢光光譜(激發波長為450 nm); (c)在605 nm處*[Ru(bpy)3]2+被BIH淬滅的Stern-Volmer關係圖; (d)在除氧的乙腈溶液中[Ru(bpy)3]2+、[Ru(bpy)3]2+/BIH和[Ru(bpy)3]2+/BIH/1的瞬態吸收光譜;(e) [Ru(bpy)3]2+、[Ru(bpy)3]2+/1和[Ru(bpy)3]2+/BIH在450 nm處瞬態漂白恢復的動力學曲線以及(f) [Ru(bpy)3]2+/BIH和[Ru(bpy)3]2+/BIH/1在520 nm處瞬態衰減的動力學曲線

要點:

1/[Ru(bpy)3]2+/BIH體系中各組分的氧化還原電位的熱力學分析及穩態螢光和瞬態吸收光譜研究結果一致表明,體系中激發態*[Ru(bpy)3]2+不能將光激發的電子轉移給配合物1,但能夠從BIH得到一個電子被還原為[Ru(bpy)3]+,即*[Ru(bpy)3]2+在體系中不能發生氧化猝滅,只能被BIH還原猝滅,根據Stern-Volmer圖計算得出猝滅速率常數kq為2´109 M-1 s-1。瞬態吸收光譜和動力學恢復/衰減曲線研究表明加入配合物1對於*[Ru(bpy)3]2+的壽命沒有明顯影響,而加入BIH時*[Ru(bpy)3]2+的壽命由0.87 μs衰減至0.44 μs,同時檢測到[Ru(bpy)3]+在520 nm處的特徵吸收峰;在[Ru(bpy)3]2+/BIH體系中加入配合物1時,[Ru(bpy)3]+的壽命由35 μs縮短至16 μs,進一步證明了*[Ru(bpy)3]2+與BIH和[Ru(bpy)3]+與配合物1之間的電子轉移反應。

圖6. 推測的光碟機動1/[Ru(bpy)3]2+/BIH體系催化CO2還原生成CO的反應機理

要點:

根據熱力學分析、光致電子轉移反應研究和光催化實驗結果,以及配合物1催化電化學CO2還原機理,提出1/[Ru(bpy)3]2+/BIH體系的光催化還原CO2的機理。在光引發步驟中激發態*[Ru(bpy)3]2+被BIH還原淬滅,生成[Ru(bpy)3]+和BIH•+,BIH•+解離掉一個質子形成BI•,BI•可以直接將[Ru(bpy)3]2+還原成[Ru(bpy)3]+;兩分子[Ru(bpy)3]+將一分子配合物1還原成催化活性物種12-,自身被氧化重新生成[Ru(bpy)3]2+,完成光引發步驟。當催化體系中存在大量TEOA時,TEOA捕獲BIH釋放出的H+,形成[HTEOA]+,從而抑制了12-中κ1-S的質子化,κ1-S質子化的中間體B對CO2還原反應起著至關重要的作用,它可以發生分子內質子轉移,從而降低C−O鍵斷裂的能壘。此外,[HTEOA]+是一種較強的酸 (pKa = 7.5),溶液中[HTEOA]+的積累會促進質子還原產氫反應。在中間體BC中,CO2與雙金屬之間μ2-η2的配位形式與生物化學家們提出的自然界中[NiFe]一氧化碳脫氫酶與CO2的鍵合方式相似,意味著鄰近的雙核鐵的協同效應在配合物催化CO2還原反應中起著重要作用。

全文小結

1. 研究發現在光敏劑[Ru(bpy)3]2+和電子給體BIH存在下,具有剛性、共軛1,2-亞苯基S^S橋的雙核鐵配合物1在CO2飽和的乙腈/甲醇溶液中能夠高效、高選擇性地催化CO2還原生成CO。在優化的反應條件下,TOFCO達到427 h-1,CO的選擇性可達97%。與已報導的光化學CO2還原鐵基分子催化劑相比,配合物1的催化活性和選擇性均位於前列。研究結果展示了[FeFe]氫酶模擬物的催化多功能性。

2. 與之形成鮮明對比,在相同的反應條件下,以具有1,2-亞乙基S^S橋的雙核鐵配合物2作為催化劑組成的三組分體系沒有光催化還原CO2活性。研究結果揭示了S^S橋的結構對這類雙核鐵配合物催化光化學CO2還原活性具有決定性的影響,改變S^S橋的剛性和共軛性質可以將此類雙核鐵配合物的兩步單電子還原過程調變為同步雙電子還原過程,使其能夠在較低電位生成對CO2還原具有催化活性的兩電子還原物種。

3. 研究發現添加TEOA能夠抑制基於配合物1的三組分體系光催化CO2還原反應,同時促進質子還原反應,由此可以調節該光催化體系生成CO和H2的比例,從而可控生成含不同CO/H2比例的合成氣。

利用基於非貴金屬的分子催化劑通過光碟機動催化CO2還原生成CO是將太陽能儲存為化學能和緩解CO2溫室效應的有效途徑之一, 具有重要的科學意義和潛在的應用前景.  已報導的非貴金屬分子催化劑, 大多數對於光碟機動CO2還原表現出緩慢的催化反應速率和/或對CO產物的低選擇性, 反應常常伴隨著質子還原產氫反應, 只有很少幾種非貴金屬分子催化劑對光催化CO2還原生成CO表現出高催化反應速率(> 100 h−1)和高選擇性.  研究表明, 雙核過渡金屬配合物由於分子中鄰近的兩個金屬中心的協同催化作用, 對於CO2還原生成CO的催化活性明顯高於相應的單核配合物.  因此, 具有兩個鄰近的金屬離子的非貴金屬雙核配合物有望作為CO2選擇性還原的高效分子催化劑.

我們最近的研究發現, 具有剛性、共軛亞苯基二硫橋結構的[FeFe]-氫化酶模擬物[(μ-bdt)Fe2(CO)6] (1, bdt = 苯-1,2-二巰基)能夠高活性、高選擇性地光化學還原CO2至CO, 而與其類似的模擬物[(μ-edt)Fe2(CO)6] (2, edt = 乙烷-1,2-巰基)則不具有光催化還原CO2活性, 表明鐵鐵氫化酶模擬物中硫-硫橋的結構是影響模擬物的催化性能的重要結構因素之一.  可見光照射1/[Ru(bpy)3]2+/BIH (BIH = 1,3-二甲基-2-苯基-2,3-二氫-1H-苯並[d]-咪唑)體系4.5 h, 1催化生成CO的循環數(TON)為710, 在初始1 h的轉化率(TOF)為7.12 min-1, CO的選擇性達到97%, 內量子效率為2.8%.  有趣的是, 向體系中加入TEOA時可以調節1的催化選擇性, 光化學反應能夠在CO2還原產生CO和質子還原產生H2之間進行切換.  此外, 採用穩態螢光和瞬態吸收光譜研究了光催化體系中的電子轉移, 提出可能的光催化反應機理.  該研究結果揭示了剛性硫-硫橋結構的氫化酶模擬物對光化學CO2還原至CO的特殊催化活性, 拓展了鐵鐵氫化酶模擬物的催化多功能性.

程明倫,2020年9月於大連理工大學獲得博士學位,目前在南方科技大學做博士後。

王梅,大連理工大學教授,博士生導師。主要研究方向為金屬酶結構與功能模擬,基於非貴金屬催化劑的光/電解水制氫和光/電催化CO2還原。在J. Am. Chem. Soc.、Angew. Chem. Int. ed.、Nat. Commun.、Energy Environ. Sci.、Adv. Energy Mater.、Nano Energy、J. Catal.等國際一流期刊上發表論文一百八十餘篇。曾主持國家自然科學基金重點項目1項、面上項目6項、國際交流與合作項目1項、遼寧省自然科學基金項目1項、以及教育部博士點基金項目1項,參加科技部973項目2項。先後獲得遼寧省自然科學一等獎和二等獎。

相關連結:http://faculty.dlut.edu.cn/1994011050

文獻信息:

Minglun Cheng, Xiongfei Zhang, Yong Zhu, Mei Wang*, Chin. J. Catal., 2021, 42: 310–319

論文發表不是工作的結束,而是一個新階段的開始。歡迎大家在邃瞳科學雲平臺上分享論文解讀,為自己的學術代言。投稿請添加以下微信:邃瞳科學雲APP實驗室板塊以文字、影像資料等方式多維展示實驗室的實力和風採。一方面宣傳推廣實驗室,一方面為實驗室提供直播工具,方便線上組會、跨組跨區域互動。同時為實驗室招生、招聘、匹配資源,實驗室、課題組間互動提供方便。實驗室入駐諮詢請添加以下微信:

相關焦點

  • ...正/郭寅龍團隊三劍合璧,實現Co催化聯烯的區域及立體選擇性硼氫化
    ,這類催化劑在烯烴、炔烴及聯烯等一系列不飽和化合物的氫矽烷化反應中表現出優異的催化活性。經過對不同PCNN鉗型配體修飾的Co及Fe配合物的篩選,他們發現(tBuPCNNiPr)FeCl2(2a)作為預催化劑,反應能以良好的產率得到Z構型的烯丙基硼酸酯4a,並伴隨著少量其他副產物形成。
  • 中科院化學所:N,P共摻雜的碳氣凝膠高效電催化CO2還原為CO
    但是,電催化CO2還原制CO很難同時達到高法拉第效率(FE)和高電流密度。通過進一步的控制實驗和理論計算發現,吡啶氮對將CO2還原為CO具有高的活性,P與N的共摻雜顯著抑制了析氫反應(HER),因此實現了高的電流密度和FE。圖文導讀 圖1、a)說明準備NPCA的程序。b)所準備的NPCA900的光學照片。
  • 中科院《Small》:一種高效穩定的CO2電還原催化策略
    本文合成了2D導電鎳酞菁基COF,具有非常高的CO選擇性(> 93%),可保持CO2電還原反應活性10小時。該研究提供了在電催化中提高能量轉換效率的策略。化石燃料的大量使用導致了二氧化碳(CO2)的高排放,出現了包括全球變暖和海平面上升在內的許多環境問題。
  • 西南大學何榮幸團隊 | 限制性活性空間計算模擬金屬鈷配合物L邊X射線吸收光譜和共振非彈性X射線散射光譜
    金屬L邊X射線光譜通過激發金屬核內層2p軌道電子至價層3d特徵軌道,電偶極躍遷產生的X射線光譜的強度和形狀特徵包含了中心金屬軌道如何與配體軌道相互作用等重要信息。最近,西南大學化學化工學院何榮幸教授課題組採用多組態波函數方法中的限制性活性空間方法對金屬鈷配合物[CoII/III(bpy)3]2+/3+的實驗L邊吸收光譜和共振非彈性X射線散射光譜進行了計算模擬以及光譜特徵解釋。該團隊在計算模擬的光譜基礎之上,對L邊X射線光譜中涉及的不同自旋的核激發態對光譜強度貢獻進行了定量分析,如圖1所示。
  • 金屬有機骨架修飾氧化亞銅納米線用於選擇性光催化CO2還原制CH4
    金屬有機骨架修飾氧化亞銅納米線用於選擇性光催化CO2還原制CH4 作者:小柯機器人 發布時間:2020/12/31 23:28:00 香港城巿大學Yun Hau Ng團隊揭示了金屬有機骨架修飾氧化亞銅納米線用於選擇性光催化CO2
  • 中科院福構所《Small》:一種高效穩定的CO2電還原催化策略!
    本文合成了2D導電鎳酞菁基COF,具有非常高的CO選擇性(> 93%),可保持CO2電還原反應活性10小時。該研究提供了在電催化中提高能量轉換效率的策略。 化石燃料的大量使用導致了二氧化碳(CO2)的高排放,出現了包括全球變暖和海平面上升在內的許多環境問題。
  • ...林松研究員JACS:電光催化還原——結合電和光達到超高還原電勢
    原則上,僅通過電化學方法是可以達到極端還原電勢的,但如果在反應過程中一直使用極高的還原電勢會導致電極表面附近沉積活性中間體,也會在複雜的反應機制下減弱反應的化學選擇性。因此,開發一個具有高還原電勢並且高化學選擇性的催化反應策略仍是一個重大挑戰。
  • 【催化】Pt/N摻雜的碳納米纖維用於CO2的電化學還原及羧化
    例如,CO2的電化學還原可以用化學能的形式轉化和儲存太陽能、風能等可再生能源。另外,CO2與有機化合物分子可發生羧化反應,可以獲得具有生物活性的羧酸等產物,具有很高的經濟價值。儘管CO2電還原與CO2羧化反應都已經得到大量的文獻報導,但是單一催化劑同時具有兩種催化反應活性的仍然非常罕見。
  • 研究揭示葉綠素生物合成酶促光催化的結構基礎
    研究揭示葉綠素生物合成酶促光催化的結構基礎 作者:小柯機器人 發布時間:2019/10/25 10:53:54 葉綠素生物合成中酶促光催化的結構基礎,這一成果由英國曼徹斯特大學Nigel S.
  • 吳驪珠團隊報導量子點光催化劑活性中心的定點定向「錨定」及其...
    在眾多人工光合成制氫反應研究中,基於半導體量子點與廉價金屬離子(如:Fe2+, Co2+, Ni2+等)構築的人工光合成體系展現出了極高的活性和穩定性,已成為光催化分解水制氫的一條高效、便捷且經濟的途徑。然而,在表面結構複雜、尺寸極小的量子點表面可控錨定活性中心一直以來都是該領域的巨大挑戰。傳統的光沉積或者熱沉積手段不僅無法控制催化位點的位置,而且會引入缺陷態,導致光生電子-空穴的非輻射躍遷。
  • 【催化】中科院化學研究所胡勁松課題組揭示碳基納米催化劑電催化還原二氧化碳的活性機制
    其核心挑戰是開發高性能二氧化碳還原反應(CO2RR)的電催化劑,提高目標產物產率和實現高選擇性。氮摻雜碳基納米材料作為廉價非金屬CO2RR催化劑備受關注,但因其結構複雜,難以精確控制,導致對其催化活性位點的認識仍存在較大爭議,催化性能也亟待大幅提升。利用結構明確的小分子作為模型催化劑是明晰其催化機制的有效手段,但小分子自身的催化活性低,實驗誤差大,難以給出可信結果。
  • Nature Energy最新綜述:CO2還原的影響因素及反應機理
    雖然氫氣是最佳的儲能分子載體,但將二氧化碳和水轉化為碳基燃料的電化學研究在最近幾十年來一直吸引著人們的興趣。目前,碳基燃料的合成正處於復興時代。與電解水制氫相比,二氧化碳的電解技術尚未成熟。要使電催化二氧化碳還原成為儲存可再生電力的可行選擇,就必須克服能源效率、反應選擇性和總轉化率方面的重大障礙。許多電催化二氧化碳還原反應(CO2RR)在不同條件下會產生不同的化合物。
  • 楊培東Nature Energy:用於高效特異性CO2電催化的納米顆粒/有序配體間層
    該中間層具有獨特的偽電容特性,脫溶劑陽離子被插入其中,形成一個活性位點結構,對原始金屬表面和帶拴配體的納米顆粒,分別提高了兩個數量級和一個數量級的催化周轉率。基於與TDPA晶體排列緊密的CH2拉伸頻率(νas (CH2),2917.4 cm−1;νs(CH2), 2,849.9 cm−1)可知,形成的Ag-NOLI的紅外光譜顯示了一種結構有序的配體層(圖3c)。預計NPs的密集組裝(圖2a插圖)將促進配體鏈之間的相互作用,以允許這種過渡到更有序的構型。
  • 中科院理化所量子點光催化劑活性中心的定點「錨定」及其優異產氫...
    中科院理化所量子點光催化劑活性中心的定點「錨定」及其優異產氫性能研究取得新進展,相關工作於近日在線發表於Cell Press細胞出版社旗下材料旗艦期刊Matter(DOI: 10.1016/j.matt.2020.06.022)。
  • Cu@Na-Beta催化CO2加氫生成乙醇
    但是在實際催化劑上,由於CO2分子活化及C-C鍵偶聯的動力學限制,目前,使用傳統多相催化劑很難得到較高的CO2轉化率和理想的乙醇選擇性。通過新的理念來設計催化劑以提升乙醇的選擇性,同時提升CO2的轉化率尤為重要。Cu基催化劑被廣泛用於CO/CO2加氫反應中,它的活性和對產物的選擇性與催化劑載體關係巨大。
  • 中國學科發展戰略丨光化學
    書中重點介紹了近十年來有機光化學領域的重要進展,包括有機生色團光化學反應、光敏化反應和可見光氧化還原催化反應,充分展示了有機光化學近年來的重大發展趨勢,即研究重點已從生色團的光化學反應轉移到可見光氧化還原催化反應上來,尤其是利用可見光氧化還原催化反應實現惰性化學鍵的活化和官能化。
  • 多相光催化甲苯選擇性氧化研究進展
    湖南大學化學化工學院, 化學生物傳感與計量學國家重點實驗室尹雙鳳課題組基於TiO2基、Bi基、CdS基、g-C3N4基和其他類型光催化劑, 從催化劑的設計思路、催化性能和光催化反應機制方面, 綜述了近10年來多相光催化甲苯選擇性氧化的研究進展, 並結合課題組的研究工作, 對未來如何更有效地提高催化劑活性和苯甲醛選擇性進行了展望, 以期為今後的研究工作提供思路和借鑑。
  • 電化學CO2轉化為CO單原子Ni活性位點的鑑定
    電化學CO2轉化為CO單原子Ni活性位點的鑑定 作者:小柯機器人 發布時間:2021/1/10 19:44:49 韓國光州科技學院Chang Hyuck Choi開發了電化學CO2轉化為CO單原子Ni活性位點的鑑定方法。
  • 貴金屬催化劑催化燃燒揮發性有機物(VOCs):活性組分、載體性質等的...
    北極星VOCs在線訊:研究背景:揮發性有機物(volatile organic compounds,VOCs)是指常溫下沸點為50~260 ℃的一系列有機化合物,是重要的大氣汙染物。VOCs不僅參與光化學煙霧的形成,還可導致呼吸道和皮膚刺激,甚至誘使機體產生癌變,對環境和人體健康構成了很大威脅。因此,VOCs處理技術日益受到重視。
  • 合成具有富集表面結構和增強CO2還原催化活性的Pd-Cu Janus納米晶
    合成具有富集表面結構和增強CO2還原催化活性的Pd-Cu Janus納米晶 作者:小柯機器人 發布時間:2021/1/3 15:20:53 香港科技大學邵敏華團隊通過動力學控制合成具有富集表面結構和增強CO2還原催化活性的Pd