催化周報:Nature、Nat. Catal.、Nat. Energy等大合集!

2020-11-06 研之成理


溫馨提示:本推文包含23篇文獻,預計閱讀時間約23min,大家挑感興趣的關注。

1. ACS Catal.:碳負載鉑電催化劑在鹼性環境下的氣體擴散實驗:粒度和介觀環境對降解機理的影響

近年來,人們對燃料電池催化劑在酸性環境中的穩定性進行了廣泛的研究。相比之下,很少有研究探討燃料電池催化劑在鹼性介質中的降解機理。在本研究中,我們在裝有陰離子交換膜的氣體擴散電極(GDE)上進行加速降解實驗,以研究四種不同類型Pt/C燃料電池催化劑的穩定性。與之前的研究相比,將催化劑暴露在液體電解質中,GDE設置提供了反應物氣體、催化劑和離聚物的真實三相邊界,使反應物傳輸速率接近真實的燃料電池。因此,與傳統的電化學電池相比,GDE裝置模擬了在更真實的反應條件下催化劑的降解。通過CO溶出法測定Pt/C催化劑電化學活性表面積的損失,結合小角度x射線散射法測定的粒度分布變化,我們證明了:

(i)降解機製取決於所研究的Pt/C催化劑,可能確實與在常規電化學電池中觀察到的不同,

(ii)與惰性氣氛相比,降解在氧氣氣氛中增加,

(iii)觀察到的降解機製取決於活性相的介觀環境。

測量結果表明,與分別使用小顆粒和大顆粒的兩種催化劑的簡單混合相比,當小顆粒和大顆粒被固定在同一碳載體薄片上時,會增加顆粒的生長。

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https://doi.org/10.1021/acscatal.0c03184


2. ACS Energy Lett.:揭示基於電極-電解液設計的NO還原用於氨合成

電化學N2還原反應作為Haber-Bosch工藝的潛在替代品引起了人們的興趣,但由於轉化率和氨產率明顯較低,因此需要替代品。在這裡,我們展示了在合理設計的含有EDTA-Fe2+金屬絡合物(EFeMC)的電解質的結合下,納米Ag電極上一氧化氮(NO)的電化學還原,當電流密度為50 mA/cm2,−0.165 VRHE時,合成NH3的效率為~100%,在120 h後催化活性或產物選擇性沒有任何下降。使用逐項成本估算的經濟分析預測,在efemc設計的電解液中通過NO還原合成氨,可以在電價為$0.03 kWh-1美元、電流密度為>125 mA/cm2的情況下具有市場競爭力。因此,該方法為可再生電力驅動的氨合成開闢了一條全新的道路。

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https://doi.org/10.1021/acsenergylett.0c02082


3. J. Am. Chem. Soc.:簡單的自上而下策略直接金屬原子化和配位以實現高周轉率的二氧化碳光還原

開發獨特的單原子作為活性位點對提高光催化CO2還原效率至關重要,但直接原子化金屬顆粒和同時調整單個原子的配位仍是一個挑戰。在此,我們展示了一個在相對較低的溫度(500℃)下通過熱驅動氣態酸實現原位金屬原子化和配位調節的簡便策略。使用這種策略,來自NH4Cl的熱解氣態酸(HCl)可以將大的金屬顆粒縮小成相應的離子,隨後固定在富氮碳(NC)基體的表面缺陷上。此外,低溫處理誘導的NC中間層內的C=O可以在垂直的方向結合離散Fe位點,最後在NC主體的淺層表面得到穩定的具有高價態(Fe3+)的Fe-N4O物質。研究發現,Fe-N4O物質在接受均相和多相光催化劑的高能電子時可以實現高效的CO2轉化。優化後的樣品在CO生成1 h內的最大周轉率(TON)為1494,選擇性高,達到86.7%,穩定性好。實驗和理論結果表明,與化學價較低的傳統Fe-n4組分相比,Fe-n4o組分中的高價Fe位點可以促進CO2的吸附,降低關鍵中間體COOH*的形成能壘。我們的發現為構建更高效的單原子協同催化劑提供了新的觀點,考慮了高性能CO2光還原的原子構型優化。

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https://doi.org/10.1021/jacs.0c09060


4. J. Am. Chem. Soc.:光誘導在UiO-66-NH2上修飾的銅單原子用於增強CO2光催化還原成液體燃料

光催化將二氧化碳還原為有價值的燃料是一種有希望減少全球變暖和增加能源供應的途徑。然而,催化劑的選擇性差、效率低往往是其適用性的限制因素。在此,我們開發了一種光誘導方法來實現在UiO-66-NH2載體(Cu SAs/UiO-66-NH2)上形成Cu單原子,可以顯著提高CO2的光還原為液體燃料。值得注意的是,所研製的Cu SAs/UiO-66-NH2在太陽能驅動下實現了CO2轉化為甲醇和乙醇,生成速率分別為5.33和4.22 mol h-1 g-1。這些收率遠高於原始UiO-66-NH2和Cu納米粒子/UiO-66-NH2複合材料的收率。理論計算表明,在UiO-66-NH2上引入Cu SAs大大促進了CO2轉化為CHO*和CO*中間體,對甲醇和乙醇有很好的選擇性。本研究為設計原子級光催化CO2還原的高性能催化劑提供了新的見解。

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https://doi.org/10.1021/jacs.0c09599


5. Adv. Mater.:促進二維橫向外延異質結構的光電荷分離用於可見光碟機動的CO2光還原

光載流子複合是提高太陽能轉換效率的一大障礙。對於二維材料,異質結構的構建是一種有效的策略,通過內部電場在異質界面促進光激發載流子分離。然而,由於難以找到具有合適晶格錯配的兩個組件,目前二維異質結構多為垂直異質結構,對二維橫向異質結構的研究較少且有限。在這裡,通過在BiOCl中超聲輔助腐蝕Cl製備得到BiOCl@Bi2O3的橫向外延異質結構。這種獨特的橫向異質結構加速了光激發電荷的分離和通過在橫向界面化學鍵合引起的內部電場傳輸。因此,橫向BiOCl@Bi2O3異質結構顯示出優越的CO2光還原性能,在可見光照射下CO產率約為30 mol g−1 h−1。本研究中製備橫向外延異質結構的策略,可望為製備其他用於光電器件、能量轉換和存儲領域的二維橫向異質結構提供啟發。

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https://doi.org/10.1002/adma.202004311


6. Angew. Chem. Int. Ed.:多重光催化劑級聯序列:單線態氧光氧化與光催化合成關鍵生物鹼骨架

本文介紹了快速將簡單易得的呋喃底物轉化為多環生物鹼骨架或刺桐屬天然產物的光級聯反應(photocascades)的發展。所開發的每一個序列都利用光催化的能量轉移過程,產生單線態氧,為第二次光催化反應產生底物,其中電子轉移產生碳中心自由基,用於循環反應,形成最終的複雜框架。本文已經開發出一種化學開關,可以「關閉」一種光催化劑;因此,允許第二種光催化劑接管序列的控制。作為推論,這一策略代表了首次在光級聯反應中使用多種光催化劑,因此,它大大擴展了可以包含在這些級聯中的反應以及它們可以啟動的順序。

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https://doi.org/10.1002/anie.202012379


7. Angew. Chem. Int. Ed.:石墨炔@Janus磁鐵礦用於光催化固氮

本文設計並製備了一種集成高效光催化的高活性石墨炔異質結。該催化劑具有光催化合成氨的轉化性能。這種優異的性能來自於石墨炔與鐵位點特異性的磁鐵礦的結合,導致催化劑內的價態轉變。結果表明,石墨炔在有效調節磁鐵礦活性和配位環境方面具有很強的優勢,而且磁鐵礦可以選擇性地形成兩種不同價態的四面體配位鐵和八面體配位鐵。該催化劑對光催化合成氨具有顯著的催化性能,表現出具有變革意義的光催化活性,氨產率(YNH3)達到了前所未有的水平,達到了1762.35±153.71 μmol h-1 gcat.-1(最高的YNH3可以達到1916.06 μmol h-1 gcat.-1)。本研究充分利用了石墨炔的結構和性能特點,為光催化在催化領域開闢了新的方向。

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https://doi.org/10.1002/anie.202012357


8. Angew. Chem. Int. Ed.:過渡金屬氫氧化物覆蓋層增強光電化學水氧化的新見解

在光陽極上沉積過渡金屬氫氧化物(TMH)層已被證明是一種很有前途的提高光電化學(PEC)水氧化性能的方法,但對其改善性能機理的理解仍存在爭議。本文以BiVO4/鐵鎳氫氧化物(BVO/FxN4-x-H)為原型,將PEC過程分解為電荷轉移和表面催化反應兩個過程。採用掃描光電化學顯微鏡(SPECM)、強度調製光電流譜(IMPS)和析氧反應(OER)模型,系統地研究了BVO/FxN4-x-H和FxN4-x-H/電解質界面的動力學信息。研究發現,FxN4-x-H是一種電荷傳遞子而不是唯一的電催化劑。PEC性能的提高主要歸功於BVO/FxN4-x-H界面上的快速空穴轉移動力學有效地抑制了電荷複合。

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https://doi.org/10.1002/anie.202013014


9. Angew. Chem. Int. Ed.:闡釋室溫下Pt/CeO2在CO氧化過程中金屬與氧化Pt位點的協同作用

鉑基材料被廣泛用作非均相催化劑,特別是在汙染物去除方面。長期以來,人們一直在研究負責CO氧化的活性Pt相的性質,以期設計更有效的配方。通常認為Pt的狀態因實驗條件不同而有所不同,例如,CO中毒的金屬Pt在熄火前處於較低的溫度,而氧化的Pt表面溫度普遍高於起燃溫度。與之前的所有報告形成鮮明對比的是,作者表明,在反應條件下,金屬鉑和氧化鉑在約1nm納米顆粒表面的反應條件下以相似的比例存在,在30℃下表現出高活性。金屬鉑和氧化鉑的同時存在使這些相之間產生協同作用。金屬Pt相的主要作用是為CO提供強大的吸附位點,而氧化Pt相的主要作用是提供活性氧。作者的研究結果強調了負載型鉑催化劑的複雜的雙金屬氧化性質及其在反應條件下的反應本質,因此有必要對其他反應和金屬的機理進行全面的反思,特別是氧化還原和電化學反應。

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https://doi.org/10.1002/anie.202013223


10. Nat. Mater.封面文章:在原子尺度上消除鉑基電催化劑的溶解

質子交換膜燃料電池的一個挑戰是在陰極氧還原反應過程中,鉑納米材料在高電壓下的耐久性有限。本工作從原子尺度的研究了明確定義的單晶、薄膜和納米尺度的表面,揭示了鉑的溶解趨勢,該趨勢控制著耐用材料的設計和合成。新定義的度量標準(固有溶解度)對於理解碳(C)載體中Pt損失,表面結構,尺寸和Pt納米顆粒之間的相關性至關重要。研究發現,利用金(Au)底層能促進了Pt表面原子(111)結構的有序化,而表面上的Au則選擇性地保護低配位的Pt位。該緩解策略適用於3nm Pt3Au/C納米顆粒,消除了液體電解質中的鉑溶解,其中包括在1.2V的擴展電位範圍內,與3nm Pt/C相比,耐久性提高了30倍。

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https://www.nature.com/articles/s41563-020-0735-3

封面賞析:


11. Chem:β-Mo2C納米棒與低溫等離子體協同選擇性將CO2還原為CO

人們對利用二氧化碳作為化工原料來減少二氧化碳的排放有著濃厚的興趣。用H2或CH4選擇性還原CO2為CO提供了一種熱力學上有利的轉化途徑。然而,這些反應都是吸熱的,要實現顯著的二氧化碳轉化,需要較高的反應溫度,這兩個都對催化劑的熱穩定性提出了很大的挑戰。低溫等離子體催化技術為低溫下的熱力學或動力學受限反應提供了一種很有前景的解決方案,但如何提高等離子體輔助催化過程的協同效應和能量效率仍然是一個非常令人期待和具有挑戰性的課題。本文將多孔結構的β-Mo2C納米棒與NTP偶聯催化CO2轉化。β-Mo2C納米棒與NTP在納米尺度上的相互作用增強了協同效應和能量效率,為提高等離子體輔助催化過程的效率提供了新的機會。

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https://doi.org/10.1016/j.chempr.2020.09.016


12. Angew. Chem. Int. Ed.:受自然啟發構築而成的MOF@COF納米酶在特定微環境和偽足表面具有活性位點,可增強細菌的抑制作用

金屬有機框架(MOF)已引起人們對模擬天然酶的結構和功能的興趣。但由於催化活性相對較低,其催化和治療效果並不理想。在這裡,靈感來自大自然的MOF@COF納米酶被設計成一種高效的過氧化物酶模擬物,MOF的金屬節點作為活性中心,通過共價有機骨架(COFs)的生長形成的層次性納米空腔作為結合囊,在活性位點周圍形成定製的孔微環境,以富集和激活底物分子,從而增強細菌的抑制作用。此外,COFs「皮膚」的偽足狀表面使系統能夠有效地捕捉細菌,從而進一步放大基於MOF的納米酶的治療效率。作者相信本研究不僅有助於新型納米酶的設計,而且有助於拓寬MOF/COF雜化材料的生物學應用。

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https://doi.org/10.1002/anie.202012487


13. Sci. Adv.:雜化結構中部分暴露的RuP2表面實現肼氧化和析氫反應的雙功能催化

用熱力學上有利的肼氧化代替水電解中緩慢的陽極反應有助於實現高能效的氫氣生產,而雙功能催化劑的短缺限制了其規模發展。本文介紹了一鍋法合成的部分暴露的RuP2納米顆粒修飾的碳多孔微片,可在肼氧化反應和析氫反應中充當優於Pt/C的雙功能催化劑,10 mA cm-2下工作電位低至-70 mV,過電勢僅有24 mV。在兩電極電解槽中,達到10 mA cm-2其電池電壓低至23 mV,而在1.0 V電位下可具有522 mA cm-2的超高電流密度。DFT計算揭示了混合結構中部分暴露的Ru原子是肼脫氫的活性位,而C原子對H*的吸附具有更高的熱中性值。


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https://doi.org/10.1126/sciadv.abb4197


14. Adv. Energ. Mater.:通過自組裝控制光催化活性-可調的苝醯亞胺光催化劑用於析氫反應

胺基酸官能化的苝醯亞胺(PBI)在溶液中形成自組裝結構,其性質取決於原位環境。使用高通量光催化裝置,在350個實驗中研究了5個PBI在一定條件(pH和空穴清除劑濃度)下的析氫反應(HER),探索超分子結構與光催化活性之間的關係。小角X射線散射(SAXS),NMR光譜和紫外可見(UV-vis)吸收光譜表明,光催化活性取決於形成的自組裝聚集體的性質,從而證實了自組裝結構對催化活性的調控作用。帶電的柔性圓柱狀聚集體的存在與光催化析氫之間存在明顯的相關性,紫外可見光譜表明,最活潑的結構類型具有獨特的π聚集形式,可通過多個PBI單位以實現有效的電荷分離。


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https://doi.org/10.1002/aenm.202002469


15. Nature:鈦矽沸石-1中雙核位點上的有效環氧化

鈦矽沸石-1(TS-1)是一種具有MFI骨架結構的沸石材料,其中1-2%的矽原子被鈦原子取代。由於它具有用過氧化氫(H2O2)催化環氧化烯烴的能力,且副產物僅有水,因此被廣泛用於工業中。使用該工藝每年可生產約一百萬噸環氧丙烷3。TS-1的催化性能通常歸因於沸石骨架中1的孤立Ti(Ⅳ)位點的存在。然而,近40年的實驗和計算研究仍面臨充分無法表徵TS-1活性Ti(Ⅳ)位點結構的挑戰。該研究結合光譜學和顯微鏡,詳細描述了一系列具有良好分散鈦原子的高活性和選擇性TS-1丙烯環氧化催化劑。並發現與H217O2接觸時,所有樣品均表現出特徵性的固態17O核磁共振特徵,這表明在雙核鈦位點上形成橋接過氧物質。此外,密度泛函理論計算表明,兩個鈦原子之間的協同作用使丙烯能夠通過低能量反應途徑進行環氧化,其關鍵的氧轉移過渡態類似於過酸對烯烴的環氧化。由此提出雙核鈦位點,而不是框架中孤立的鈦原子,解釋了TS-1在H2O2丙烯環氧化中高催化效率的來源。該研究中可助力於進一步優化TS-1和工業環氧化工藝。

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https://doi.org/10.1038/s41586-020-2826-3


16. Nat. Catal.:空間正交的分層多孔酸鹼催化劑,用於串聯反應和拮抗反應

複雜的有機分子對研究和工業化學非常重要,通常由較小的結構單元通過多步反應合成。 在單個反應器中進行多次(不同)轉化的能力將大大減少化學生產所需的操作次數,因此,非常需要開發用於這種一鍋法反應的多功能催化劑。本文報導了一種分層多孔框架的合成,其中大孔被硫酸化的氧化鋯固體酸塗層選擇性地功能化,而中孔被MgO固體鹼性納米粒子選擇性地功能化。活性位點區室化和底物通道化可保護鹼催化的三醯基甘油酯酯交換免於受到游離脂肪酸雜質(即使濃度為50mol%)中毒的影響,並促進了二甲基乙縮醛向氰基酸酯的有效兩步串聯脫縮醛化-Knoevenagel縮合反應。


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https://doi.org/10.1038/s41929-020-00526-5


17. Nat. Energy:析氧反應過程中高活性金屬-有機骨架電催化劑的結構轉變

金屬有機框架(MOF)作為析氧反應(OER)的電催化劑被廣泛研究。儘管其具有優異的催化活性,但有關它們的構效關係的許多基本問題,尤其是有關活性物質作用的問題,仍然有待研究。該研究通過實時原位X射線吸收光譜分析和高解析度透射電子顯微鏡成像顯示了在OER期間Ni0.5Co0.5-MOF-74的結構轉變。並提出具有大量氧空位和高氧化態的Ni0.5Co0.5OOH0.75可原位形成,並對高OER活性的產生起到作用。雙金屬中心中Ni與Co的比例改變了所形成的活性物種的幾何結構和電子結構,進而改變了催化活性。基於這些理解,作者製備了一種Ni0.9Fe0.1-MOF,它在10 mA cm-2和20 mA cm-2時分別提供198 mV和231 mV的低過電勢。


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https://doi.org/10.1038/s41560-020-00709-1


18. Nat. Commun.:金屬-有機骨架材料塗覆的陰極上以低過電位還原二氧化碳

電化學還原二氧化碳是生產有機產品的一種清潔且極具吸引力的策略,但是激活二氧化碳所需的高負電勢嚴重地阻礙了其發展。本文報導了一種銅電極的製備,多孔金屬-有機骨架[Cu2(L)] [H4L = 4,4′,4'',4′''-(1,4-亞苯基(吡啶- 4,2,6-三基))四苯甲酸] 可以通過以離子液體為模板的電合成來沉積。該電極可使二氧化碳還原為甲酸的起始電位低至-1.45 V vs. Ag/Ag+,有機電解質中二氧化碳電還原值低。在-1.8 V vs. Ag/Ag+的電流密度為65.8 mA cm-2,轉化為甲酸的法拉第效率為90.5%。電子順磁共振波譜證實,模板化的電合成在包括均勻分布的未耦合Cu(Ⅱ)中心的金屬有機骨架材料中提供了結構缺陷。計算模型所證實,正是這些活性位點促進了催化性能。


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https://doi.org/10.1038/s41467-020-19236-4


19. Nat. Commun.:高熵合金納米催化劑驅動氧化還原電催化的快速位點間電子轉移

設計同時用於還原和氧化反應的高性能電催化劑面臨著嚴峻的挑戰。本文採用一種簡單的常壓低溫油相合成方法,合成了均勻、超小(~3.4nm)高熵合金(HEAs)Pt18Ni26Fe15Co14Cu27納米顆粒。Pt18Ni26Fe15Co14Cu27催化劑對析氫反應(HER)和甲醇氧化反應(MOR)具有良好的電催化性能。該催化劑在10mA/cm2的電流密度下表現出11mV的超電位,在鹼性介質中表現出良好的活性(在−0.07V下為10.96Amg−1Pt)和穩定性。此外,它也是所報導的鹼溶液中MOR反應的最高效催化劑(15.04Amg−1Pt)。周期性的DFT計算證實HEA表面的HER和MOR的多活性中心是質子和中間體轉化的關鍵因素。同時,HEA表面的構建為還原和氧化過程提供了快速的位點間電子轉移。

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https://doi.org/10.1038/s41467-020-19277-9


20. ACS Catal.:光催化水裂解反應中O2析出的瞬態動力學


水裂解生成H2和O2是半導體光催化劑上人工光合作用的基本反應。多步反應的機理,特別是四電子氧化成O2的機理還不清楚。雖然在瞬態光譜中檢測到了一些中間態,但在連續反應步驟結束時,氧的釋放動力學仍然是未知的。本文採用微電極操作氧檢測法測定了玻璃板上高效SrTiO3光催化劑膜的絕對析出速率。用0.1s的時間解析度下測定了其演化速率,與目前廣泛使用的氣相色譜檢測方法相比提高了1000倍。觀察到的速率對激發光照射沒有即時反應。當光源被打開時,光催化劑薄膜在析出過程中是無活性的,並在幾秒鐘內就被激活。本文提出了先被吸收的光子被消耗用於填充SrTiO3表面的陷阱態,後批光子驅動氧穩定析出。當激發光停止時,氧氣釋放速率在幾秒鐘內呈指數衰減。本文所展示的微電極方法將有助於理解液-固界面上的許多其他反應動力學。

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https://doi.org/10.1021/acscatal.0c04115


21. Adv. Energ. Mater.:富缺陷氧化鋯負載Ni單原子用於光催化CO2還原成CO

光催化CO2還原反應(CRR)在減少人為CO2排放方面具有很大的前景,但提高光催化劑活性和調整產品選擇性仍然是該反應的關鍵問題。本文報導的分散在富缺陷氧化鋯(Ni‐SA‐x/ZrO2)上的孤立Ni單原子被認為是在氙燈照射條件下一種非常有前景的CRR的光催化劑,在不添加犧牲劑或敏化劑的情況下表現出良好的活性和CO選擇性。由於鎳單原子活性位點豐富,優化的光催化劑以11.8µmol g−1 h−1的速率提供CO(92.5%的選擇性)。實驗和理論研究表明,原子分散的Ni位點降低了CO2通過吸附COOH中間體轉化為CO的能量屏障,同時也抑制了競爭反應水裂解中的H2脫附。因此,Ni單原子位點同時促進了CO2轉化和CO選擇性,從而為未來CRR用金屬單原子催化劑的設計提供了有價值的新思路。

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https://doi.org/10.1002/aenm.202002928


22. J. Am. Chem. Soc.:設計雙功能Ir1-In2O3單原子催化劑實現高選擇性二氧化碳加氫制乙醇

近年來,碳鏈可控生長的CO2加氫製備高價值C2或C2+產品引起了人們的研究興趣,但對特定產品實現高選擇性仍然存在挑戰,特別是對乙醇。本文設計了一種雙功能Ir1–In2O3單原子催化劑,通過將單原子Ir錨定在In2O3載體上,實現了兩個活性中心的整合。這種Ir1-In2O3單原子催化劑對CO2在液體中的加氫反應是有效的,對乙醇的選擇性高(>99%),初始轉化率高(481h-1)。表徵結果顯示,孤立的Ir原子與相鄰的氧空位形成Lewis酸鹼對,活化CO2並形成吸附在Ir原子上的羰基(CO*)中間體。將CO*與吸附在In2O3上的甲醇偶聯形成C-C鍵。這種有效的雙功能單原子催化劑協同利用單原子位點和底物的獨特催化作用,為複雜催化的催化劑設計提供了新的途徑。

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https://pubs.acs.org/doi/10.1021/jacs.0c08607


23.Nature:無金屬光誘導烷烴的C(sp3)-H硼化

硼酸及其衍生物是化學科學中最有用的試劑,其應用範圍涵蓋藥品、農用化學品和功能材料。催化C-H硼化是一種將含硼基團引入有機分子的有效方法,因為它可用於直接官能化原料化學品的C-H鍵,而無需底物預活化。這些反應傳統上依賴於貴金屬催化C-H鍵斷裂。因此,與脂肪族C(sp3)-H鍵相比,芳族C(sp2)-H鍵的硼化表現出很高的選擇性。在這裡,作者報告了使用氫原子轉移催化的無金屬硼化反應,其中C(sp3)-H鍵的均裂解產生烷基自由基,該烷基自由基通過與二硼試劑直接反應而被硼化。該反應通過N-烷氧基鄰苯二甲醯亞胺基氧化劑與氯化物氫原子轉移催化劑之間的光誘導電子轉移而進行。通常,較弱的仲、叔、甚至苄基C-H鍵優先甲基化。機理研究表明,高甲基選擇性是由於氯自由基-硼酸酯配合物的形成,該配合物選擇性地裂解了不受空間阻礙的C-H鍵。通過使用光致氫原子轉移策略,這種無金屬的C(sp3)-H硼化反應可以在溫和的條件下,選擇性的將未反應的烷烴轉化為有價值的有機硼試劑。

原文連結:

https://www.nature.com/articles/s41586-020-2831-6

相關焦點

  • 催化周報:Nat. Catal.、Nat. Mater.、Nat. Energy、JACS大合集
    原文連結:https://www.nature.com/articles/s41560-020-0654-19. Nat. Energy.本文報導了一種碳載銅(Cu)催化劑,通過一種混合Cu–Li方法合成,在−0.7V(vs RHE)和低至−0.4V(vs RHE)的其實電位下能實現電催化CO2轉化乙醇91%的單產品法拉第效率(FE),催化劑在16h內穩定運行。乙醇中的FE對Cu原子的初始分散非常敏感,當CuO和大Cu團簇成為主要類型時,FE明顯降低。
  • 催化周報:Nat. Catal.、Nat. Chem.大合集
    原文連結:https://www.nature.com/articles在這裡,作者報導了一種高選擇性的鎳催化的烯烴在一個大氣壓(1 atm)CO氣體下的四組分碳羰基化反應,以有效地獲得一系列複雜的羰基化合物,包括在醫藥化學和化學生物學中非常感興趣的含氟胺基酸和寡肽。
  • 催化周報:Nature、Science、Nat. Catal.、JACS、Angew等大合集
    p.s.文末會附有過去三周周報連結。1. Angew. Chem. Int. Ed.這種銀簇組裝材料是一種高效的(TON>1000)多相催化劑,用於在大氣壓下終端和內部炔丙基胺與CO2的環化。密度泛函數理論(DFT)的計算表明,Ag27-MOF中的鞍狀金屬節點具有較高的催化活性和較寬的底物範圍,其特點是具有高密度銀原子的易接近平臺,可以作為p-Lewis酸位點,從而激活C≡C三鍵。
  • 催化周報:Nature、Nat. Catal.等大合集
    它的催化峰電流密度是普通Pd/C的4.3倍,穩定性也優於普通Pd/C。催化增強機理主要是由於Pd/PdWCr納米片層狀結構和異質結構的協同作用。針對W-和Cr-調節的Pd/PdWCr異質結構優化了Pd的電子結構,使其具有合適的結合能,從而降低電荷傳遞電阻。此外,多層納米片組裝花提供了易於接近的大表面積和快速的傳質路徑。
  • 催化周報:Science、Nat. Catal.等大合集
    p.s.文末會附有過去三周周報連結。1. Nat.原文連結:https://doi.org/10.1021/acscatal.0c00549因此,人們在控制拓撲結構方面做出了相當大的努力。在這項工作中,作者開發了一種基於可逆失活自由基聚合(RDRP)的光催化發散合成方法,該方法能夠在無金屬條件下暴露在LED光照射中同時製備低Ð的直鏈和支鏈氟聚合物,並可調節分支程度和高鏈端保真度。
  • 能源周報:Nature、Nat. Energy等大合集
    為了解決這些問題,在此提出親水性硼化鉬(MoB)納米顆粒作為用於硫陰極的有效催化添加劑。MoB納米顆粒的高電導率和豐富的催化活性位點可實現高硫負載電極(6.1 mg cm-2)中LiPS氧化還原的快速動力學。此外,MoB的親水性和對電解液的良好潤溼性可以促進電解液滲透和LiPS氧化還原,確保在貧電解液條件下硫的高利用率。
  • 催化周報:Nature子刊、Angew.、AM等大合集
    原文連結:https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acscatal原文連結:https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acscatal儘管水的熱力學向極性更強的酮移動,但與HYD相比,其促進HDO的作用要大得多,這是因為水在降低活化自由能方面具有雙重催化作用-(i)它可動員部分飽和愈創木酚的羥基質子(Brønsted酸),並與Ru金屬表面(鹼)協同作用,破壞C–O鍵並穩定所得的陽離子碳環片段,並且(ii)水層使帶電的[Ru(s)–(C6H5O–)··(H+)··OCH3]†過渡態。
  • 能源周報:Science、Nat. Energy等大合集
    然而,鋰硒電池由於硒與鋰的反應活性低,體積變化大,聚硒化物的穿梭效應導致容量快速衰減,阻礙了鋰硒電池的實際開發。最近,單原子催化劑因其獨特的電子和結構特性,最大的原子利用效率以及出色的催化性能而在電化學能量轉換和存儲方面引起了廣泛的關注。在這項工作中,研究者開發了一種合成鈷單原子/氮摻雜的空心多孔碳(CoSA-HC)的簡便方法。
  • 催化周報:Nature子刊、JACS、Angew.等大合集
    OMGCs同時實現了高導電性和大的表面積和孔容。得益於這些特性,與其他Ru納米顆粒負載的OMCs和商業催化劑相比,負載在OMGC上的Ru納米顆粒(NPs)在鹼性析氫反應中表現出了優異的催化活性,在單電解池陰離子交換膜水電解中也表現出了優異的性能。此外,基於OMGC的全碳對稱電池顯示了鋰離子電容器的優異性能。
  • 催化周報:Science和Nature子刊等大合集
    原文連結:https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acsenergylett.0c01748利用X射線光電子能譜、同步X射線吸收能譜、還原催化劑的透射CO-IR、大角度環形暗場掃描透射電鏡對不同P/Ru原子比的NPs表面結構進行識別,隨著P負載量的增加,從Ru到Ru2P到RuP會發生變化。除了提高烯烴的選擇性之外,增加P/Ru比會導致更高的周轉率和降低失活率。P被認為是一個結構啟動子,以減少Ru的整體尺寸,降低氫解速率。
  • 催化周報:Science、Nature子刊、JACS等大合集
    ,催化反應的尺寸結構敏感性已在催化領域進行了長期的研究。原子分散的Pt和大的Pt納米粒子均具有較高的丙烯選擇性。具有正電荷的原子分散的鉑中心顯著增強了活性,削弱了丙烯的吸附,並阻止了其深度脫氫。此外,Pt-Pt位點的缺失可有效抑制不良的副反應(例如C-C裂解),從而提高了丙烯的選擇性和穩定性。這項工作證明了負載型原子分散Pt催化劑在丙烷的高度選擇性脫氫中的應用前景。
  • NAT網絡地址轉換複習一(思科)
    進入全局配置模式下,命令格式:「ip nat inside source static + 內部IP位址 + 公網IP位址」。3.啟用NAT,進入接口配置模式,命令格式:「ip nat inside/ ip nat outside」。Inside對應內網接口,outside對應公網接口。
  • 催化周報:JACS、Angew.、AM、Chem、Joule等大合集!
    原文連結:https://doi.org/10.1021/acsenergylett/或大孔系統的通道和運輸。詳細分析了具有不同層次孔結構的分子篩,即微-中孔結構、微-大孔結構和微-中-大孔結構,並舉例說明了它們的優點和製備方法。通過一系列具有代表性的案例,討論了由於提高了傳質性能而顯著改善的催化、環境和生物應用性能。在結論部分,作者設想「通過定量和真實合理設計的材料性質」的出現,基於「廣義默裡定律」,可以預測和控制來源於生物靈感的層次結構沸石的生產。
  • 能源周報:Nature、Nat. Mater.、Nat. Nanotechnol.等大合集
    :使用周圍空氣中的快速近紅外加熱技術,向所有全槽模製的高效大面積鈣鈦礦型太陽能電池供電原文連結:https://www.nature.com/articles/s41563-020-0729-116. Nat. Nanotechnol.
  • NAT地址轉換概念分析與應用設置技巧
    目前企業內部網絡用戶數量大,而能申請的合法的全球唯一IP位址有限。NAT能夠有效的解決企業IP位址短缺問題,利用NAT技術能夠實現多個用戶共同使用一個合法的IP位址連接網際網路。而另一種需要出於安全方面來考慮,在一定程度上防範網絡攻擊的發生。企業期望隱藏LAN內部網絡結構,NAT可以將內部LAN與外部Internet隔離,使外部網絡用戶無法了解通過NAT設置的內部IP位址。
  • Nature系列14篇,CO2還原Nat. Energy、趙宇亮Nat. Commun.丨頂刊日報20191106
    :非均相催化中基元熱反應的動力學基元反應的動力學是我們了解催化的基礎。正如大氣化學的微觀動力學模型促進了蒙特婁協議的生成,扭轉平流層臭氧損失一樣,採用微觀動力學方法進行非均相催化研究具有巨大的社會影響潛力。然而,這種催化方法的發展面臨巨大挑戰。主要原因是測量速率常數的方法非常有限,且目前的預測理論方法仍未得到充分驗證。
  • 催化周報:Science、JACS、Angew、AM等大合集
    原文連結:https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acsenergylett.0c01625這些亞5nm顆粒具有均相催化劑的大催化表面和電子/光學可調性,以及多相催化劑易於分離和表面模板效應。它們的光學和電學性質、小的單重態三重態能量分裂、窄的發射線寬和高的光穩定性增強了它們作為三重態光敏劑的性能。
  • 能源周報:Nat. Energy、JACS、Angew大合集
    作為概念證明,在水下可在大的雙軸應變(125%)下工作的平臺上集成發光二極體。通過注入鋰製成的複合鋰陽極表現出3398.4 mAh g-1的超高容量,並顯著抑制枝晶生長和體積膨脹,而獨立式氧陰極則具有通過催化可逆Li2O2形成來提高能源效率的強大能力。結合在一起後,所得的Li-O2電池具有出色的長期循環穩定性,可進行400多個循環的高度可逆放電/充電,此外柔性袋式電池具有出色的機械變形能力。
  • 淺析NAT應用 上
    CIDR(Classless Inter-Domain Routing)的出現緩解了ip地址耗盡的問題,但它的主要目的是更有效地使用現有的ip地址,RFC1631規定了nat可以在多重的internet子網中使用相同的ip地址,從而減少公網ip的使用。下面讓我們通過實例來認識一下NAT應用。
  • 詳解虛擬機中的NAT網絡連接方式
    這篇文章主要介紹了詳解虛擬機中的NAT網絡連接方式,NAT網絡連接是各大虛擬機的基礎功能,需要的朋友可以參考下我就個人對虛擬機的理解,把虛擬機上網最方便的也是最難理解的NAT方式和大家一起聊聊,因為是大話NAT,所以說的會羅嗦點,不過主要是照顧新人。