单原子催化剂(SACs)因其比常规金属纳米粒子具有更高的催化活性，金属和氮掺杂碳材料(Me-N-C)是一类高效的电催化和热催化反应的单原子催化剂。然而，Me-N-C材料能否与贵金属催化剂协同作用从而改善多相热催化反应，以降低贵金属用量，提高催化剂性能的同时保持耐久性，仍是一项较大的挑战。

有鉴于此，华南理工大学的余皓教授等人，研究了用Me–N–C（Me = Co，Fe，Ni）包裹的碳纳米管（CNT）作为铂纳米颗粒（Pt NPs）的载体对甘油的无碱氧化作用。

本文要点

1）通过一种简单的热解方法制备了过渡金属和氮共掺杂的碳纳米管MeNC@CNT(Me=Co，Fe，Ni)，并将其作为铂纳米颗粒的载体通过乙二醇还原法制备得到Pt/MeNC@CNT，将具有Pt和MeNC两个活化氧的材料应用到无碱条件下的甘油氧化反应中。

2）过渡金属和氮的共掺杂显著增强了Pt的分散性，表明了其作为贵金属催化剂的载体材料的优势。在相同的反应条件下，5Pt/CoNC@CNT比5Pt/CNT的甘油转化率提高了两倍。

3）在氧压为0.04~0.4 MPa、甘油浓度为0.012 wt.%~0.15 wt.%的范围内，对CoNC作为铂纳米颗粒载体的作用进行了动力学研究。Me-N-C尤其是Co-N-C与铂纳米粒子之间存在协同效应，Co-N-C载体促进了氧的活化，尤其在甘油浓度较高的情况下提高了甘油氧化的TOF。

参考文献：

Zhiyan He et al. Co–N–C-Supported Platinum Catalyst: Synergistic Effect on the Aerobic Oxidation of Glycerol. ACS Sustainable Chem. Eng., 2020.

DOI: 10.1021/acssuschemeng.0c07332

https://doi.org/10.1021/acssuschemeng.0c07332