由固体纳米颗粒稳定的Pickering乳液可提供多种溶剂微环境,并能够促进催化反应中反应底物/产物的相转移,但溶剂的内在作用尚不清楚。
有鉴于此,大连理工大学邱介山教授和于畅教授等人,以苯甲醇(BA)为模型反应物,在Pd/MgAl-LDO催化剂上考察了水促进醇氧化活性的性质。
本文要点
1)在Pd/MgAl-LDO催化剂上,研究了水促进作用对苯甲醇(BA)选择性氧化为苯甲醛(BAD)的影响。更重要的是,在加入水和甲苯组成的Pickering乳液体系中,Pd/MgAl-LDO氧化BA的周转频率(TOF)高达694 h-1,比纯甲苯体系高5.4倍。
2)动力学同位素效应(KIE)揭示了水对BA氧化的参与和积极作用。H2O脉冲吸附曲线证实,与未加Pd的MgAl-LDO相比,H2O脉冲吸附曲线证实了水分子更易于吸附和积聚在Pd活性位点上。准原位拉曼光谱揭示了BA在Pd/MgAl-LDO上的吸附构型发生了变化,其中BA发生了变形。几何结构的大变形会促进醇中O-H键和α-C-H键的活化,从而实现提升性能。
3)进一步证明了水促进效应在不同载体和底物上的通用性,与纯甲苯体系相比,,在Pickering乳液中能很好地实现优异的催化活性和选择性。
参考文献:
Qianbing Wei, et al. Recognition of Water-Induced Effects toward Enhanced Interaction between Catalyst and Reactant in Alcohol Oxidation. J. Am. Chem. Soc., 2021.
DOI: 10.1021/jacs.0c10618
https://doi.org/10.1021/jacs.0c10618