李亚栋院士团队JACS：单原子Pd/ZSM-5高效催化炔烃半加氢

催化计 · 公众号 · · 2024-08-16 20:04

正文

纳米催化群-1： 256363607

多孔材料群-2： 813094255

Pd 单原子催化剂在炔烃的半加氢催化反应中具有优异的性能，但是大多数 Pd 单原子通常与载体的电负性较强的原子配位（ N 、 O 、 S ），这降低了反应物的吸附，降低催化剂的催化活性。如何通过调节配位环境的方式构筑高电子浓度的 Pd 单原子位点能够为发展催化活性优异的单原子 Pd 催化剂。

有鉴于此，清华大学李亚栋院士、 Jialu Li 、中国石油大学 ( 华东 ) 杨妲教授等提出了通过一锅晶种合成策略，将 Pd 位点原位方法组装在 Al/Si 含量高的 ZSM-5 分子筛内，得到了迄今为止产物选择性最好的异相炔烃半加氢催化剂。

本文要点

要点1. Pd ₁ @ZSM-5 分子筛具有 Pd-O-Al/Si 配位化学键，从而能够增加 Fermi 能级附近的 d 轨道电子，从而改善反应物在 Pd 位点的吸附作用，降低炔烃的半加氢催化反应能垒。

要点2. 在苯乙炔的半加氢催化反应中， Pd ₁ @ZSM-5 催化剂的 TOF 达到 33582 mol _C=C ^-1 mol _Pd ^-1 h ，苯乙烯产物的选择性达到 96 % ，是目前各类报道的催化剂选择性最好的结果。催化活性是 Lindlar 催化剂（ 1992 mol _C=C mol _Pd ^-1 h ^-1 ）的 17 倍。 Pd ₁ @ZSM-5 催化剂的优异催化活性在 6 个月后仍得到保留。 Pd ₁ @ZSM-5 通过 4.3 Å 的孔结构实现优异的择形产物选择性。

Huan Liu, Jialu Li*, Xiao Liang, Hongyuan Ren, Hang Yin, Ligang Wang, Da Yang*, Dingsheng Wang, and Yadong Li*, Encapsulation of Pd Single-Atom Sites in Zeolite for Highly Efficient Semihydrogenation of Alkynes, J. Am. Chem. Soc. 2024

DOI: 10.1021/jacs.4c07674

https://pubs.acs.org/doi/10.1021/jacs.4c07674

电催化讨论群-1： 529627044

光催化群-2： 927909706

均相催化与酶催化群-2： 929342001

纳米催化群-1： 256363607

多孔材料群-2： 813094255