物质波干涉仪中的声子诱导对比度研究—小柯机器人—科学网
发布日期：2024-10-22 点击次数：
图5★■★. 单原子沸石催化剂(Pd1@ZSM-5)和纳米沸石催化剂(Pd8O8/ZSM-5)在半加氢反应过程中的关键反应步骤。蓝色方框为Pd8O8/ZSM-5催化剂★■★■，粉色方框为Pd1@ZSM-5催化剂，分别表示了反应途径中优化后吸附和过渡态的结构。
总之，该研究首次通过一锅种子辅助生长法成功合成了约束在ZSM-5中的Pd单原子位点。Pd1@ZSM-5催化剂对苯乙炔的半加氢具有超高的催化活性，TOF值高达33582 molC=C/molPd/h，超过了已报道的非均相催化剂■★◆。此外，这种约束结构不仅提高了Pd@ZSM-5的循环稳定性和抗烧结性，而且对小于4.3 Å的炔分子实现了精确的形状选择催化。机理研究表明，Pd单原子位点的富电子局域配位环境可以增强d电子在费米能级附近的主导地位，促进H2和苯乙炔的吸附，降低H2解离和苯乙炔加氢的能垒。该研究为快速高效制备将独立金属位点封装于沸石结构内的催化剂提供了一种新方法，为设计和开发更有效的加氢催化剂提供了理论指导★■◆◆■。
钯(Pd)基单原子催化剂(SACs)对炔烃半加氢表现出优异的选择性，但大多数钯单原子位点与载体中的高电负性原子（如N、O和S）配位会导致钯位点的电子密度降低，从而降低对反应物的吸附性能并减弱催化性能★◆★■。通过改变配位结构，构建Pd单原子位点丰富的外层电子环境★★◆■★，为提高催化剂催化效率和提高烯烃选择性提供了新机会。
研究人员提出了一种新的合成策略，通过一锅种子辅助生长法原位约束制备Pd单原子位点的沸石催化剂(Pd1@ZSM-5)。X射线吸收精细结构(XAFS)表征和密度泛函理论DFT计算表明■■■◆，Pd1-O4位点稳定在ZSM-5的六元环内■◆★◆，并与框架中的Al/Si原子配位形成Pd-O-Al /Si局部结构◆◆。Pd1@ZSM-5在苯乙炔半加氢反应中表现出超高的催化活性（100%苯乙炔转化率）和苯乙烯选择性（96%）◆◆，TOF值高达33582 molC=C/molPd/h。该TOF值是已报道的非均相催化剂中最高的◆★，比商用Lindlar催化剂高出近17倍。机理研究表明★◆◆★，相对于PdO/ZSM-5中的Pd-O-Pd位点★★◆◆◆◆，Pd-O-Al/Si的结构可以增加Pd1@ZSM-5中Pd位点费米能级附近d电子的主导地位，有利于底物的吸附，降低了炔烃半氢化反应的能垒。
