设计具有原子级催化中心和高原子利用率的单位点催化剂,为靶向反应提供了获得优异催化性能的新机会。
近日,深圳大学王进教授报道了开发了一种简便的一锅法制备W/UIO-66(Zr),在无溶剂条件下具有W原子弥散和层次化孔隙率。
文章要点
1)结构表征证实了单一W位点通过形成Zr-O-W键锚定在UiO-66(Zr)的结点上。通过这种方法,单个W位点的负载量可以达到12.7 wt.%。
2)对于DBT和4,6-DMDBT的脱硫,W/UiO-66(Zr)-0.12具有合适的单W位数目和介孔结构,在30 °C下30分钟内即可完全脱除硫(最高可达1000 ppm),催化剂的周转频率(TOF)可达44.0 h-1,分别是纯UIO-66(Zr)、WO3和WCl6(均相催化剂)的109.0、12.3和1.2倍,表现出优异的氧化脱硫(ODS)催化活性。50 °C时的TOF(用于DBT达到132.0 h-1)至少是文献报道的催化剂的2倍。
3)理论研究表明,锚定的W位点很容易与氧化剂反应,生成决定反应活性的W(VI)-过氧化物中间体。因此,单W位点的引入对于催化速率的确定起着至关重要的作用。
这项研究表明,W-SSCs UiO-66(Zr)在非常温和的条件下对燃料油的高效脱硫,并表明无溶剂SSCs可以推广到其他SSCs体系的快速合成。
参考文献
Gan Ye, et al, In situ implanting single tungsten site into defective UiO-66(Zr) by solvent-free route for efficient oxidative desulfurization at room temperature, Angew. Chem. Int. Ed., 2021
DOI: 10.1002/anie.202107018
https://doi.org/10.1002/anie.202107018