马丁等Angew：α-MoC上拥挤原子Ni物种调控甲醇脱氢选择性
学术
2025-01-01 21:13
上海
由高储量元素构筑金属碳化物是有前景的贵金属催化剂替代品。虽然人们在几种反应中发现金属碳化物具有一定的催化活性，但是如何精确控制金属碳化物的反应途径仍然是一个巨大的挑战，这是因为反应物或中间体的吸附作用强烈。有鉴于此，北京大学马丁教授、厦门大学王帅教授、内蒙古大学高瑞研究员、中国科学院大学周武教授等报道发现α-MoC催化剂上，甲醇发生双分子脱氢生成甲酸甲酯和H2是动力学有利的过程，但是α-MoC表面修饰拥挤的Ni原子，单分子脱氢生成CO和H2成为主要途径。要点1. 在最佳条件下，这两种反应情况都实现了目标产物的优异选择性（>90%），前者和后者的甲酸甲酯和H2的产率分别达到了以往未曾达到的水平。要点2. 通过动力学、光谱表征和理论计算，研究这种选择性反转的机理。研究结果表明，α-MoC结合的孤立Ni位点具有优异的脱氢活性，能够促进甲醇衍生中间体的C-H键完全断裂，而不是之间发生C-O偶联。这项研究实现了调节碳化物催化剂在催化有机醇脱氢反应目标产物选择性的一种有效策略。Yuzhen Ge, Zirui Gao, Yao Xu, Ming Xu, Xuetao Qin, Mi Peng, Shuai Wang, Rui Gao, Wu Zhou, Ding Ma, Inverting methanol dehydrogenation selectivity by crowding atomic Ni species over α-MoC catalysts, Angew. Chem. Int. Ed. 2024DOI: 10.1002/anie.202423682https://onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1002/anie.202423682
