JACS:MOF催化反应过程中反应物接触活性位点的机理
纳米技术 纳米 2021-11-29

分子如何接近、结合、离开催化活性位点对于异相催化反应而言至关重要,比如对于MOF类型催化剂。

有鉴于此,纽约州立大学石溪分校Karena W. Chapman等报道通过原位同步辐射X射线散射表征技术,对不同修饰的NU-1000型结构中,Ni的氧簇位点在催化反应过程中反应物和产物的结合情况进行分析,发现孔道结构中的反应物和产物分子位置与乙烯氢化反应的活性有关

本文给出了一种研究分子如何接近催化活性位点和接近催化活性位点的方式对催化活性的影响。

本文要点:

(1)

对于大多数的高催化活性催化剂,在实验中观测发现乙烯分子在达到起始催化反应温度附近吸附在催化反应位点附近。

生成的乙烷产物选择在在其他位点结合,说明反应产物能够非常容易从催化活性位点离去。在实验中发现不常见的与客体分子有关的材料结构负向热膨胀(negative thermal expansion)现象。

(2)

通过分析反应试剂和产物在MOF中的结合位点,展示了反应过程中通过MOF接近催化活性位点的过程,因此有助于解释影响催化反应活性的关键因素。

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参考文献

Ana E. Platero-Prats, Andreas Mavrandonakis, Jian Liu, Zhihengyu Chen, Zhijie Chen, Zhanyong Li, Andrey A. Yakovenko, Leighanne C. Gallington, Joseph T. Hupp, Omar K. Farha, Christopher J. Cramer, and Karena W. Chapman*, The Molecular Path Approaching the Active Site in Catalytic Metal–Organic Frameworks, J. Am. Chem. Soc. 2021

DOI: 10.1021/jacs.1c11213

https://pubs.acs.org/doi/10.1021/jacs.1c11213


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