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鉑催化對(duì)硝基乙炔硝基選擇性加氫制備氨基苯乙炔是生產(chǎn)抗癌藥物埃羅替尼和熒光標(biāo)記中間體的重要工藝。然而，傳統(tǒng)的鉑催化劑同時(shí)氫化炔基和硝基，導(dǎo)致產(chǎn)品選擇性差。調(diào)整鉑的電子結(jié)構(gòu)是優(yōu)化其催化選擇性的有效策略。構(gòu)建金屬間化合物是調(diào)整電子結(jié)構(gòu)的方法之一，但很少使用。

成果介紹

近日，清華大學(xué)教授王鼎盛(通訊作者)在國(guó)際期刊《自然》上報(bào)道。社區(qū)。隔離相鄰的鉑原子并形成鉑鋅金屬間納米粒子可以有效地調(diào)節(jié)鉑催化劑的選擇性。采用犧牲模板法制備了氮摻雜介質(zhì)空碳納米管負(fù)載的PtZn金屬間化合物(PtZn/HNCNT)。對(duì)硝基乙炔選擇性加氫制4-乙炔基苯胺的催化轉(zhuǎn)化率和選擇性高于99%，優(yōu)于鉑單原子催化劑和鉑納米粒子。密度泛函理論(DFT)計(jì)算表明，硝基吸附的改善歸因于鋅原子，而鉑鋅金屬間納米粒子的存在動(dòng)態(tài)促進(jìn)了硝基的氫化。

圖解指南

圖1。催化劑的合成與表征

a.PtZn/HNCNT綜合戰(zhàn)略

b–d.PtZn/HNCNT的透射電子顯微鏡(TEM)圖像(b)、大角度環(huán)形暗場(chǎng)掃描透射電子顯微鏡(HAADF STEM)圖像(c)和像差校正后的HAADF STEM圖像

E.e.PtZn金屬間化合物的晶體結(jié)構(gòu)

金屬間化合物納米粒子的交流HAADF STEM圖像和元素分布圖像

圖2。催化劑的x射線吸收光譜

c.PtZn/HNCNT,鉑/氫化碳納米管、鉑/氯化萘和鉑片的鉑L3邊緣的x光吸收近邊緣結(jié)構(gòu)(XANES)光譜和傅里葉變換擴(kuò)展x光吸收精細(xì)結(jié)構(gòu)

d.PtZn/HNCNT,氧化鋅和鋅片鋅鉀邊緣的XANES光譜和傅里葉變換紅外光譜

圖3。催化劑的催化性能

A.對(duì)硝基乙炔加氫反應(yīng)路徑

b.PtZn/HNCNT,鉑/碳納米管、中空氮摻雜碳納米管、鉑/碳納米管和氧化鋅的催化性能

圖4。離散傅立葉變換計(jì)算

鉑(111) (a)和鉑鋅(022 ) (b)表面硝基和炔基的第一步加氫反應(yīng)

總結(jié)

鉑催化劑的選擇性可以通過(guò)隔離相鄰的鉑原子和形成鉑鋅金屬間納米粒子來(lái)有效調(diào)節(jié)。PtZn/HNCNT的催化選擇性(99%)優(yōu)于Pt/HNCNT。密度泛函理論計(jì)算表明，鋅原子提高了硝基的吸附能力，鉑鋅金屬間納米粒子促進(jìn)了氫原子的擴(kuò)散路徑。該工作為調(diào)節(jié)貴金屬催化劑的選擇性以獲得所需產(chǎn)物提供了一種可行的策略。

文獻(xiàn)鏈接:分離相鄰的鉑原子，形成鉑鋅金屬間納米粒子，以調(diào)節(jié)4-硝基苯乙炔加氫的選擇性。社區(qū)。，2019，DOI: 10.1038/S41467-019-11794-6)

本文由kv1004投稿。

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