控制单原子在载体上的分布位置对于单原子催化剂是个挑战问题,通常在煅烧过程后,在载体上形成大量的不可接触单原子。
有鉴于此,中国科学技术大学江海龙教授、焦龙教授、李群祥教授等报道“顺序热转变”(sequential thermal transition)策略能够在TiO2载体的外表面选择性的优先修饰Pt单原子。
这种次序热转换通过含有限域Pt纳米粒子的Ti-MOF在800 ℃ N2气氛转化,生成表面修饰碳层的Pt纳米粒子和TiO2复合物(PtNPs&TiO2@C-800);随后在600 ℃空气气氛煅烧处理,Pt纳米粒子能够分散形成Pt单原子修饰TiO2,记作Pt1/TiO2-600。
(2)
通过这种次序热转变得到的Pt1/TiO2-600在对氯硝基苯还原反应中,产物的对氯苯胺选择性达到99 %,比Pt1@TiO2-600样品(Pt1原子随机分布在TiO2的外层和内层)的选择性显著更高(45 %)。反应机理研究表明Pt1/TiO2-600具有100 %可接触的Pt1位点,催化剂对p-CNB分子的-NO2官能团具有选择性吸附作用,对p-CNB或p-CAN分子的-Cl吸附作用非常弱,因此能够促进催化反应的活性和选择性。
参考文献
Mingchun Guo, Qiangqiang Meng, Ming-Liang Gao, Lirong Zheng, Qunxiang Li, Long Jiao, Hai-Long Jiang, Single-Atom Pt Loaded on MOF-Derived Porous TiO2 with Maximized Pt Atom Utilization for Selective Hydrogenation of Halonitro-benzene, Angew. Chem. Int. Ed. 2024
DOI: 10.1002/anie.202418964
https://onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1002/anie.202418964