Nat. Commun.：MOF限域单位点Fe(III)催化选择性CH4氧化
学术
2024-11-16 20:09
上海
由于C-H键的解离能非常高，产物容易过度氧化为CO和CO2，以及C-H活化/C-C偶联反应的反应错综复杂，在温和条件下的甲烷直接氧化制备高附加值醇、乙酸等氧化物是个挑战性的课题。有鉴于此，印度理工学院（IIT）Kuntal Manna等报道开发了一种修饰在MOF内的多功能Fe(III)二羟基催化活性物种，能够使用O2进行CH4选择性氧化为甲醇或者乙酸。要点1. 研究发现，催化活性物种FeIII(OH)2分布在MOF的节点，因此限域在多孔骨架结构内部，缺电子性质导致能够进行选择性C-H键氧化，以38592 μmolCH3OH gFe-1 h-1速率或者81043 μmolCH3CO2H gFe-1 h-1速率生成乙酸。要点2. 实验测试结果和理论计算结果说明在FeIII-FeI-FeIII催化反应循环生成甲醇，通过原位生成的CH3OH和CO2和H2反应生成CH3CO2H，或者通过CH4和CO2之间反应生成。Chauhan, M., Rana, B., Gupta, P.et al. Tailored pore-confined single-site iron(III) catalyst for selective CH4 oxidation to CH3OH or CH3CO2H using O2. Nat Commun 15, 9798 (2024). DOI: 10.1038/s41467-024-54101-8https://www.nature.com/articles/s41467-024-54101-8
