JACS:锁定策略合成金属@MOF催化剂实现选择性的稳定催化
纳米技术 纳米 2023-02-16

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尺寸超小的金属纳米粒子作为异相催化剂,具有优异的催化活性,但是小尺寸纳米粒子在催化反应过程中容易重新聚集和损失催化活性,导致较低的催化反应选择性和较低的效率。

有鉴于此,中山大学李光琴(Guangqin Li)等报道一种锁定效应,将超小金属纳米粒子合成修饰在MOF的内部,从而实现高稳定性高选择性的催化活性。

本文要点

(1)

将修饰醛基官能团的MOF ZIF-90与二胺通过缩醛反应方式实现锁定的方式将Au纳米粒子原位生成并且限域修饰在MOF内部,将这种修饰Au的MOF命名为Au@L-ZIF-90。Au@La-ZIF-90含有高分散Au纳米粒子(尺寸为2.60±0.81 nm),担载量达到22 wt %,在3-硝基苯乙炔(3-nitrophenylacetylene)选择性加氢制备3-氨基苯乙炔的反应产率达到99 %,而且能够超过20次循环催化,远远高于其他没有锁定的催化剂以及其他类型催化剂

(2)

通过实验表征和DFT理论计算,说明MOF能够调控Au纳米粒子的电荷,导致在还原硝基的过程中表现优异的选择性(99 %)。此外,这种锁定策略同样能够用于限域其他金属纳米粒子,各种锁定的金属纳米粒子催化剂都表现优异的选择性(≥90 %)。这种锁定策略为精确控制金属纳米粒子的本征催化活性,从而为调控MOF微环境和高选择性催化提供方法。

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参考文献

Yicheng Zhong, Peisen Liao, Jiawei Kang, Qinglin Liu, Shihan Wang, Suisheng Li, Xianlong Liu, and Guangqin Li*, Locking Effect in Metal@MOF with Superior Stability for Highly Chemoselective Catalysis, J. Am. Chem. Soc. 2023

DOI: 10.1021/jacs.2c12590

https://pubs.acs.org/doi/10.1021/jacs.2c12590


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