钴（Co）基催化剂已广泛用于工业上的费托合成（FTS）。然而，在原子水平上实现合理的催化剂设计，从而同时获得更高的活性和更多的长链烃产品，仍然是一个有吸引力和困难的挑战。具有独特电子和几何界面相互作用的双原子位点催化剂为开发具有改进性能的先进费托合成催化剂提供了绝佳机会。

近日，受到DASC的优点及其对FTS研究不足的启发，温州大学Ge Meng，中国科学院山西煤炭化学研究所Jiangang Chen，中科院物理所Shixuan Du，清华大学李亚栋院士通过一种新型金属有机骨架(MOF)前驱体策略合成了Ru₁Zr₁/Co DASC，其表现出3.8×10^-2 s⁻¹的超高周转频率(TOF)在200 °C和费托合成中的C₅₊选择性为80.7%。这些值远高于Co、Zr₁/Co和Ru₁/Co对应物的值。

文章要点

1）从C₁到C₅的链增长过程的密度泛函理论(DFT)计算表明，CoNPs上的Ru/Zr原子界面作为高活性中心，通过协同作用促进链增长并降低C−O分裂势垒Ru和Zr之间的作用。

2）因此，与Co、Ru₁/Co和Zr₁/Co催化剂相比，Ru₁Zr₁/Co DASC显示出更高的活性、更高的长链烃选择性和更低的CH₄选择性。

总的来说，研究工作为高性能FTS和其他工业催化过程的DASC设计提供了新的机会。

参考文献

Jiaqiang Sun, et al, MOF-Derived Ru₁Zr₁/Co Dual-Atomic-Site Catalyst with Promoted Performance for Fischer−Tropsch Synthesis, J. Am. Chem. Soc., 2023

DOI: 10.1021/jacs.2c09168

https://doi.org/10.1021/jacs.2c09168