鈀是甲醇氧化反應(yīng)中具有高活性的元素之一。Pd催化劑的催化性能高度依賴于其暴露的活性位點、原子排列以及可調(diào)節(jié)的電子結(jié)構(gòu)。由于Pd 催化劑與CO中間體的強親和力，Pd催化劑容易中毒導(dǎo)致催化活性和穩(wěn)定性降低，嚴(yán)重限制了其商業(yè)化應(yīng)用。
近日，中國科學(xué)院化學(xué)研究所李玉良院士、惠蘭副研究員，利用石墨炔結(jié)構(gòu)中sp-C與氯原子鍵合，在三維海膽狀鈀納米催化劑(Pd-UNs/Cl-GDY)引入了富缺陷結(jié)構(gòu)、低配位數(shù)以及拉伸應(yīng)變，調(diào)控了鈀原子排列方式并用于高效催化甲醇氧化。利用該制備方法成功合成面心立方和六方密堆積晶體催化劑缺陷庫。
三維富缺陷結(jié)構(gòu)鈀納米顆粒在催化甲醇氧化反應(yīng)中具有獨特優(yōu)勢。富缺陷結(jié)構(gòu)既可以提高電化學(xué)活性面積又可通過降低配位數(shù)提升中間體吸附性。其次，原位紅外結(jié)果顯示該催化劑通過促進CO中間體氧化來降低CO對催化劑的毒化作用，區(qū)別于目前報道催化劑通過降低CO與催化劑的吸附性來實現(xiàn)催化劑的抗CO 中毒。 同時，理論計算結(jié)果表明該結(jié)構(gòu)通過調(diào)節(jié)催化劑的d帶結(jié)構(gòu)，并且在催化反應(yīng)路徑中更易生成COOH*而促進CO中間體氧化成CO2，與原位紅外結(jié)果一致。 利用石墨炔獨特的sp-C與Cl 原子鍵合，制備了具有高密度、富缺陷結(jié)構(gòu)、低配位數(shù)和拉伸應(yīng)變的三維海膽狀鈀納米顆粒，用于高效催化甲醇氧化。該工作具有很強的普適性，指導(dǎo)合成系列高密度、富含缺陷結(jié)構(gòu)、低CN 和拉伸應(yīng)變的新結(jié)構(gòu)催化體系。 論文信息 Defect Rich Structure Activated 3D Palladium Catalyst for Methanol Oxidation Reaction Xueting Zhang, Lan Hui, Dengxin Yan, Jinze Li, Xi Chen, Han Wu, Yuliang Li Angewandte Chemie International Edition DOI: 10.1002/anie.202308968
