JACS:MOF结构影响Mo(IV)催化剂位点和催化活性
纳米技术 纳米 2022-02-20

固体基底在异相催化剂中起到非常重要的作用,能够显著影响催化反应活性和选择性。但是目前人们对这种基底性质产生的影响还非常缺乏理解。

有鉴于此,西北大学Omar K. Farha等报道将一系列以8元Zr6金属节点结构的MOF材料作为基底进行担载Mo(VI)催化剂,考察孔环境和拓扑结构对Mo基MOF催化剂性能的影响。

本文要点:

(1)

通过XAS表征、单晶XRD表征,研究了Mo催化剂的化学环境。比如在Mo-NU-1000中,Mo物种以单齿配位形式结合在c-微孔的Zr6金属节点上;在Mo-NU-800中,Mo物种结合在中孔;在Mo-NU-1200中,Mo物种能够以单齿或者双齿形式结合在中孔内。

(2)

通过考察环己烯的H2O2氧化性能情况,对催化剂的MOF基底对催化反应活性的影响情况进行理解,揭示了其中的结构-催化活性关系。

通过单晶XRD和XAS表征,能够给出精度达到原子量级的催化剂结构信息,发现Mo-NU-1000并没有发生显著的结构变化;Mo-NU-1008中的单齿结构Mo位点、Mo-NU-1200中的单齿/双齿结构Mo位点转变为一种新型双齿配位模式,即结合在Zr6节点上两个相邻氧原子上。

本文研究展示了MOF基底作为构建异相催化剂的前景和巨大优势,能够调节异相催化剂中催化位点的化学环境,可以理解催化反应的结构-催化活性关系。

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参考文献

Yongwei Chen, Sol Ahn, Mohammad Rasel Mian, Xingjie Wang, Qing Ma, Florencia A. Son, Lifeng Yang, Kaikai Ma, Xuan Zhang, Justin M. Notestein, and Omar K. Farha*, Modulating Chemical Environments of Metal–Organic Framework-Supported Molybdenum(VI) Catalysts for Insights into the Structure–Activity Relationship in Cyclohexene Epoxidation, J. Am. Chem. Soc. 2022

DOI: 10.1021/jacs.1c12421

https://pubs.acs.org/doi/10.1021/jacs.1c12421


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