苯胺（AN）及其衍生物是医药、农用化学品、塑料、染料和颜料生产的重要中间体，因此，-NO₂基团的加氢反应作为一种合成苯胺的通用方法，一个多世纪以来一直受到研究者的关注。开发新型催化剂，在更温和、更环保的条件下高效地生产AN具有重要意义，但同时充满挑战。由于出色的氧化还原特性和高储氧能力，CeO₂通常被用作氧化反应中的载体或催化剂。另一方面，考虑到CeO₂上的富氧表面空位可以有效地分散和稳定金属，以及调节金属位点的电子性能，CeO₂负载的催化剂也用于硝基加氢。

近日，广东工业大学解晓伟教授，孙长勇副教授报道了制备了具有不同载体形状和预还原温度的Pt/CeO₂催化剂，并将其用于硝基苯液相加氢反应。

文章要点

1）详细的表征表明，Pt/CeO₂催化剂对硝基苯加氢反应的载体形状效应来源于不同还原性的CeO₂表面裸露的晶面。高能表面容易被还原以产生更多的Ce³⁺表面位点和氧空位，由于金属-载体相互作用的增强，不仅有利于Pt物种的分散和稳定，而且还为反应物和中间体提供了更多的吸附位点。

2）高温还原处理是提高Pt/CeO₂催化剂性能的有效途径，其提供了额外的Ce³⁺表面位点和较高的溢流能力。远离Pt的Ce³⁺通过高温还原可以更有效地吸附N-苯基羟胺中间体，由于其具有较强的供电子能力，从而促进苯胺的生成。研究还发现，适量的Na离子通过电荷转移促进了表面Ce³⁺的生成和稳定，有利于Pt颗粒保持较小的尺寸。

3）结果显示，以含钠CeO₂纳米棒为载体，在600 °C还原的0.25 wt% Pt催化剂，苯胺产率高达40.8 mol_AN/g_Pt/h，在硝基苯室温加氢反应中表现出良好的稳定性。

Qingsong Zhang, et al, Highly Efficient Hydrogenation of Nitrobenzene to Aniline over Pt/CeO₂ Catalysts: Shape Effect of Support and Key Role of Additional Ce³⁺ Sites, ACS Catal., 2020

DOI: 10.1021/acscatal.0c02730

https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acscatal.0c02730