江蘇大學提出了一種逆向構築金屬載體強相互作用構建高效催化劑

2020-09-09 小材科研

近期，江蘇大學化學化工學院青年教師吳沛文以第一作者身份，在Nature Communications發表題為「Harnessing strong metal-support interactions via a reverse route」（doi:10.1038/s41467-020-16674-y）的研究論文。

負載型金屬催化劑在催化、能源轉化等領域發揮著重要作用，如何理性設計負載型催化劑的結構從而獲得理想的催化性能是一項艱巨的任務。有研究發現，構築金屬載體強相互作用（SMSI）是一種調控催化劑結構、催化活性和選擇性的有效策略。但是，在傳統SMSI構築過程中，通常伴隨著對金屬中心的包覆作用形成，不利於催化活性位點的暴露，從而影響負載型催化劑的催化性能。

針對這一問題，論文提出了一種逆向構築金屬載體強相互作用的新策略（SMSIR）。通過對完全封裝的核殼結構金屬納米粒子處理，在形成SMSI的同時，能夠控制催化活性中心的暴露度。以核殼結構Pd-FeOx NPs為原料，經過還原氣氛處理可以得到具有卵黃殼結構的Pd-Fe3O4-H，在殼中形成孔洞和空隙的同時，Pd和Fe3O4形成金屬載體強相互作用。將這種Pd-Fe3O4-H用於乙炔半氫化反應中，能夠在溫和反應條件下獲得100%的轉化率和85.1%的乙烯選擇性，優於已報導的大部分催化劑。

該工作首次研究了逆向途徑工程構築SMSI的策略，擴展了常規SMSI的範圍，並為理性設計負載型金屬催化劑提供研究思路和途徑。江蘇大學化學化工學院朱文帥教授、維吉尼亞理工大學朱慧源教授、美國橡樹嶺國家實驗室戴勝教授為論文共同通訊作者。該研究工作獲得國家自然科學基金優秀青年基金等項目的資助。

來源：江蘇大學

論文連結

https://www.nature.com/articles/s41467-020-16674-y

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