丙烯与O₂的环氧化反应是一种非常有价值的反应，但由于缺乏高效、高选择性的催化剂，其一直是一个难题。

近日，中科大黄伟新教授基于对Cu₂O催化剂用于丙烯与O₂的环氧化活性中心的基本认识，报道了成功地开发出一种具有高活性Cu₂O{110}边缘活性中心的立方体Cu₂O纳米晶（NCs），作为催化丙烯与O₂环氧化的高选择性催化剂。

文章要点

1）在c-Cu₂O-27 NCs催化剂上，Cu₂O{110}催化的丙烯环氧化反应以弱吸附的O₂（a）物种为活性氧物种，反应势垒较低，在低温下是主要反应，选择性地生成环氧丙烷 （PO），选择性在80%以上。而Cu₂O{110}催化的丙烯部分氧化和丙烯环氧化以及Cu₂O{100}催化的丙烯燃烧，均以表面晶格氧为主要活性氧物种，在高温下表现出较大的势垒，分别生成丙烯醛、PO和CO₂。即，Cu₂O{110}活性位点的PO生成反应机制由低温弱吸附O₂参与的Langmuir-Hinshelwood (LH)机制转变为高温表面晶格氧参与的Mars-van Krevelen (MvK)机制。

参考文献

Xiong, W., Gu, XK., Zhang, Z. et al. Fine cubic Cu₂O nanocrystals as highly selective catalyst for propylene epoxidation with molecular oxygen. Nat Commun 12, 5921 (2021)

DOI：10.1038/s41467-021-26257-0

https://doi.org/10.1038/s41467-021-26257-0