炔烃的选择性加氢是一个重要的反应;然而,该反应的催化活性和选择性通常是相互矛盾的。
在这项研究中,河北科技大学Shuo Wang,北京理工大学陈文星教授合成了负载在具有氮缺陷的类石墨C3N4结构上的超细钯纳米颗粒(NP)(Pd/DCN)。
文章要点
1)所得的 Pd/DCN 在氨硼烷的炔烃转移氢化反应中表现出优异的光催化性能。在可见光照射下,Pd/DCN的反应速率和选择性均优于Pd/BCN(无氮缺陷的块状C3N4)。
2)表征结果和密度泛函理论计算表明,Pd/DCN中的莫特-肖特基效应可以改变Pd NPs的电子密度,从而提高对苯乙炔的加氢选择性。 1小时后,Pd/DCN的加氢选择性达到95%,超过Pd/BCN(83%)。同时,载体中的氮缺陷改善了可见光响应,加速了光生电荷的转移和分离,从而增强了Pd/DCN的催化活性。因此,Pd/DCN在可见光下表现出更高的效率,周转频率(TOF)为2002 min−1。该TOF在黑暗条件下是Pd/DCN的5倍,是Pd/BCN的1.5倍。
该研究为高性能光催化转移加氢催化剂的合理设计提供了新的见解。
参考文献
Yaning Hu, et al, Enhancing photocatalytic transfer semi-hydrogenation of alkynes over Pd/C3N4 through dual regulation of nitrogen defects and Mott–Schottky effect, Adv. Mater. 2023
DOI: 10.1002/adma.202304130
https://doi.org/10.1002/adma.202304130