在温和条件下以高生产率将甲烷直接氧化成增值有机含氧化合物仍然是一个巨大的挑战。

近日，国家纳米科学中心唐智勇研究员，李国栋研究员报道了在50℃下，具有可调谐电子态的金属-有机骨架（MOFs）节点上的Fe-O团簇，可将甲烷直接氧化成C1有机氧化物。

文章要点

1）研究人员将FeO团簇接枝到UIO-66的无机ZR₆节点上，而UIO-66的有机对苯二甲酸（H₂BDC）配体被乙酸（AA）或三氟乙酸（TFA）的单羧酸调节剂部分取代。

2）实验和理论计算表明，TFA基团与UIO-66的ZR6节点配位后，由于吸电子能力增强了相邻Fe-O团簇的氧化态，促进了甲烷C-H键的活化，提高了甲烷的选择性转化率。从而获得了极高的C1氧合产率4799 mol g_cat^-1 h^-1，选择性为97.9%，是AA调节下的8倍。

这项工作将为多相催化剂中各种配位结构的分子设计开辟新的途径，用于重要但具有挑战性的反应。

Wenshi Zhao, et al, Fe-O Clusters Anchored on Nodes of Metal-Organic Frameworks for Direct Methane Oxidation, Angew. Chem. Int. Ed., 2020

DOI: 10.1002/anie.202013807

https://doi.org/10.1002/anie.202013807