亚纳米金属簇具有更多暴露表面位点和丰富的配位不饱和金属位点以及独特的电子结构,因此在许多催化反应中比传统的金属纳米粒子表现更加优异。但是由于亚纳米金属簇在高温条件的稳定性不足,导致亚纳米金属簇催化剂仍难以用于高温催化反应(>600 ℃)。
有鉴于此,清华大学刘礼晨助理教授等报道PtIn双金属限域在分子筛内部,表现了优异的耐烧结性能。
本文要点
(1)
通过实验和理论计算结果发现,独立的In(III)物种能够作为Pt的螯合位点,从而避免Pt在氧化态和≥650 ℃的条件发生移动或者烧结。
(2)
这种亚纳米PtIn簇催化剂在乙烷脱氢反应和反应-重生循环过程中表现长期稳定。
参考文献
Dr. Chaofeng Zhu, Wenying Li, Dr. Tianxiang Chen, Zhe He, Dr. Eduardo Villalobos, Dr. Carlo Marini, Dr. Jian Zhou, Prof. Benedict Tsz Woon Lo, Prof. Hai Xiao, Prof. Lichen Liu, Boosting the Stability of Subnanometer Pt Catalysts by the Presence of Framework Indium(III) Sites in Zeolite, Angew. Chem. Int. Ed. 2024
DOI: 10.1002/anie.202409784
https://onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1002/anie.202409784
刘礼晨,清华大学化学系教研系列助理教授,入选国家“海外高层次人才引进计划”青年项目。2012年本科毕业于南京大学, 2018年博士毕业(PhD cum laude)于西班牙瓦伦西亚理工大学化工技术研究所(ITQ-UPV),导师为Avelino Corma教授。博士毕业后继续留在ITQ研究所开展博士后研究工作,导师为Avelino Corma教授。刘博士于2021年1月入职清华大学化学系,开展多相催化方面的研究工作。课题组目前已经建立了完善的催化剂合成、表征和反应评价装置,经费充足,课题组学术氛围浓厚。刘博士在固体催化剂的合成、表征和催化行为等方面做出了一系列的工作(见代表性论文),以通讯作者/第一作者在综合性的期刊(如nature reviews系列,nature materials,nature catalysis,nature protocols等)和催化专业期刊(ACS Catalysis,Journal of Catalysis,Applied Catalysis B:Environmental等)发表了多篇论文。曾获得多项学术奖励,包括中国催化新秀奖,IUPAC-Zhejiang NHU Green Chemistry award, 欧洲化学会青年科学家奖,美国材料学会研究生金奖,国际催化学会青年科学家奖,ACS Catalysis award for early-career researcher,国家留学基金委优秀自费留学生奖学金等。在开展基础研究的同时,刘博士还参与了多项欧美顶尖化工企业的研发项目,目前已经有技术转让给工业界。回国开展独立工作后,已经与国内外多家能源企业开展产学研合作。