近日，华东理工大学化工学院催化反馈工程团队正在机理驱动的乙炔选择性加氢催化剂活性位点设想规模得到新停顿。相关成绩以“机理驱动的高乙烯选择性Ni1Sb2三金属活性位点设想”为题正在线颁发于《作做•通讯》。
设想和制备本子级分布的金属活性位点、通过正确调控其上要害物种的吸附构型真现对目的产物选择性的调控，是多相催化规模中新兴的钻研标的目的。以乙炔选择性加氢为例，先前钻研讲明通过断绝活性位点等战略可以真现目的产物乙烯的π-构型弱吸附，暗示出显著提升的加氢选择性。取此同时，反馈物乙炔的吸附构型也往往变成弱的π-构型吸附，从而降低了加氢活性。因而，若能丰裕操做取断绝活性位点成键的客体金属位点，通过提出“鱼取熊掌兼得”的加氢催化剂活性位点设想新战略，即设想具有空间和能质婚配的伶仃多活性位点，同时真现反馈物σ-构型吸赞同产物的π-构型吸附，将无望处置惩罚惩罚乙炔加氢活性取乙烯选择性的跷跷板难题。
为此，该钻研团队针对非贵金属Ni基催化剂，通过真践计较钻研发现，当客体金属电负性逐渐删多时，Ni位点的电子密度逐渐降低，其对应的加氢机能显著提升，预示着高电负性客体金属对Ni位点的修饰更为有利。取d区的客体金属Zn相比，p区的客体金属Ga和Sb取Ni位点存正在显著的d-p纯化景象。风趣的是，给取高电负性的p区金属Sb断绝Ni位点时，电子转移的标的目的发作了逆转，即Ni位点的电子转移至Sb位点。
基于此，钻研团队提出了通过具有富电子Sb位点伶仃缺电子Ni位点的构造特征设想修筑Ni1Sb2三本子活性位点的新战略。真践计较结果讲明，Ni1Sb2三本子活性位点可以统筹亲电性乙炔的σ-构型吸赞同亲核性乙烯的π-构型吸附，促进乙炔选择性加氢生成目的产物乙烯。
进一步，该团队翻新展开Ni本子本位捕获熔融Sb的新战略，通过从NiMgAl水滑石（NiMgAl-LDH）中回复复兴脱溶的Ni本子取熔融的Sb本子键折，生成的NiSb本子对正在高温条件下造成长程有序、构造不乱的NiSb金属间化折物催化剂。通过球差电子显微镜和X射线吸支谱等表征技术对催化剂构造解析，证明了Ni1Sb2三本子活性位点的乐成修筑。催化反馈机能评估讲明，NiSb催化剂正在乙炔转化率为100%的状况下，乙烯选择性可达93.2%，暗示出劣良的催化加氢机能。
该论文第一做者为华东理工大学化工学院博士钻研生葛小虎，通讯做者为化工学院催化反馈工程团队段学志教授、曹约强博士和上海交通大学刘晰教授。论文钻研工做获得了袁渭康院士、周兴贵教授等的悉心辅导。另外，该钻研工做获得了国家作做科学基金良好青年科学基金名目、上海市教卫科研翻新筹划作做科学严峻名目、上海市科卫科技翻新动做筹划等项宗旨撑持。
本文链接：hts://ss.naturess/articles/s41467-022-33250-8
