从分子层次理解固体酸催化剂的表面结构,对工业应用至关重要。加州大学伯克利分校Omar M. Yaghi团队以具有强Brønsted酸性的硫化Zr基MOF材料MOF-808-SO4为研究对象,结合谱学表征和计算方法,研究团队发现强Brønsted酸性位点来源于Zr团簇表面吸附的水分子和硫物种的特异性排列。当一个水分子吸附到一个Zr原子,水分子和硫物种形成氢键,并与相邻的Zr原子发生螯合作用,从而产生强的酸性质子;一旦水分子脱落,材料就会失去酸性。除此之外,团队还发现这种固体酸催化剂对异丁烯二聚反应具有优异的催化活性和100%的C8选择性。
Christopher A. Trickett, Thomas M. Osborn Popp, Omar M. Yaghi et al. Identification of the strong Brønsted acid site in a metal–organic framework solid acid catalyst. Nature Chemistry 2018.
https://www.nature.com/articles/s41557-018-0171-z