在單點尺度上分散催化活性更高的貴金屬,確保了雙金屬顆粒上選擇性非均相氫化的最大原子效率。但是,由于由此產生的電子結構的改變,貴金屬原子的低密度和隨機位置損害了固有活性和/或選擇性。
有鑒于此,中國科學院大連化物所申文杰研究員、李勇研究員、中國科學技術大學李微雪教授、卡爾斯魯厄理工學院Yuemin Wang等報道以Pt-Fe-Pt異三聚體的形式密集分布和精確排列Pt原子不僅催化巴豆醛(CAL)中C=O鍵的優先氫化,而且將反應速率提高了35倍,避免了催化活性-產物選擇性的權衡。
本文要點:
(1)
在673K下對Pt-Fe2O3對進行H2還原,制備了Pt-Fe-Pt活性位點,其中3.3nm Pt顆粒位于9.8nm Fe2O3顆粒。能夠識別位點化學鍵的方式與CAL分子相互作用:左端Pt原子錨定C=C鍵,而中心Fe原子激活C=O鍵,后者被吸附在右端Pt原子上的H原子進一步氫化。
(2)
這項發現的結果表明,構筑性能優異 的催化需要活性位點中的金屬原子與反應分子中的官能團之間的位點鍵之間的識別。通過原子精度的活性位點設計,這種策略能夠適用于各種雙金屬催化劑,實現制備精細化學品和特種化學品的選擇性控制。
參考文獻
Di Zhou, Junjun Wang, Minzhen Jian, Yong Li, Zheng Jiang, Shuang Liu, Yan Zhou, Jiake Wei, Christof W?ll, Wei-Xue Li, Yuemin Wang, Wenjie Shen, Fine-tuned coordination environment of Pt-Fe-Pt active site for selective heterogeneous hydrogenation of crotonaldehyde, Chem 2025
DOI: 10.1016/j.chempr.2024.11.018
https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S2451929424006028