尽管利用H2和O2直接合成H2O2（DHS）是一种很有前途的工业工艺，但存在H2O2选择性差、产率低等问题。
近日，厦门大学黄小青教授，广东工业大学Yong Xu报道了一种用于高效DHS的PdxPb纳米环（NR）催化剂。
文章要点
1）研究人员采用湿化学法制备出PdxPb NRs，分别以Na2PdCl4/PbC2O4、Mo(CO)6、DTAB和PVP/DMF作为前驱体、还原剂、定形剂和溶剂。并通过单独改变PbC2O4的量来调整PdxPb NRs的组成，而在合成过程中保持其他参数不变。HAADF-STEM和TEM图像表明，所得到的Pd6Pb NRs呈纳米环状，平均内径约为27 nm，外径约为58 nm。此外，Pd6Pb NRs的断层重建三维可视化的6个投影图像明显表明其具有环状结构，厚度略有不同。
2）研究发现，PdxPb NRs中Pb物种在边缘和拐角的择优位点可以显著减少低配位Pd原子的数量，从而提高H2O2的产率和选择性，而 H2O2的降解速率得到降低。实验结果显示，优化后的PdxPb NRs催化剂的H2O2产率为170.1 µmol kgcat-1 h-1，是目前所报道的具有最佳DHS反应性能的催化剂之一。
3）理论计算表明，PdxPb NRs有利于DHS的关键中间体＊OOH的形成，而Pd NRs在H2存在下倾向于解离O2生成H2O。此外，PdxPb NRs对H2O2中O−O的断裂具有强烈的抑制作用，因此导致H2O2的降解率较低。
这项工作突出了催化剂表面改性的重要作用，特别是Pd配位结构的控制对DHS性能的影响，为多相催化催化剂的设计提供了深刻的见解。
参考文献
Kailei Cao, et al, Efficient Direct H2O2 Synthesis Enabled by PdPb Nanorings via Inhibiting the O−O Bond Cleavage in O2 and H2O2, ACS Catal. 2021
DOI: 10.1021/acscatal.0c04348
https://dx.doi.org/10.1021/acscatal.0c04348
