JACS原子分散位点的主族催化剂用于高效氧化脱氢
过渡金属氧化物具有良好的催化烷烃活性,是氧化脱氢的催化剂。然而,由于反应性较强的烯烃比烷烃诱导的转化率和选择性之间的权衡,它们的烯烃产率较低,这掩盖了催化剂的优化。In2O3作为主族氧化物之一,由于其独特的电子性质,对烯烃具有天然的选择性,因为它的d轨道被离域的sp带完全占据,从而促进了烯烃的脱附。此外,最近的一项研究报道,In单原子在电催化和热催化中是潜在的活性中心。
近日,中科院大连化物所MingTian,王晓东研究员制备了一种主族铟氧化物催化剂,通过取代HY超笼中的溴酸中心(BAS)的质子,原子分散在固定的中心上,表现出高达60的乙烯产率,远远超过迄今报道的大多数过渡金属氧化物催化剂。
文章要点
1)实验和理论表征结果显示,具有〔InOH〕2局域结构的单原子被确定为能够激活乙烷的活性中心。
2)此外,孤立的〔InOH〕2位点可以通过In2O3纳米颗粒选择性氢氧化形成的H2O来维持。因此,具有单原子活性的定制选择性主族In2O3催化剂实现了高效氧化脱氢。
在本研究中,研究人员开发了一种新的主族元素催化剂用于烷烃的可控改质,这可能为在催化剂设计中利用其他主族元素打开了一扇新的大门,并可以扩展到氧化脱氢以外的整个选择性氧化催化。
参考文献
ChaojieWang,etal,MainGroupCatalystswithAtomicallyDispersedInSitesforHighlyEfficientOxidativeDehydrogenation,J。Am。Chem。Soc。,2022
DOI:10。1021jacs。2c04926
https:doi。org10。1021jacs。2c04926