丁腈橡膠(NBR)選擇性加氫是制備高附加值、高性能氫化丁腈橡膠(HNBR)的一個(gè)重要過程。將鏈段中C=C雙鍵加氫飽和而保留腈基基團(tuán)，不僅可保持其原有的耐油和耐磨性，而且極大改善其耐侯性、耐臭氧性等。近幾十年來，非均相催化加氫過程由于具有穩(wěn)定的催化劑性能和簡(jiǎn)便的回收方式，作為生產(chǎn)HNBR的一種有效且經(jīng)濟(jì)的方法，受到了越來越多的關(guān)注。然而，NBR的相對(duì)分子質(zhì)量極大(>105)、空間位阻高，其在催化劑孔道內(nèi)的擴(kuò)散傳質(zhì)及與活性位的可接近性和穩(wěn)定性是影響催化加氫效率的關(guān)鍵。為此，作者設(shè)計(jì)了無需孔內(nèi)擴(kuò)散的TiO2納米片作為載體，并提出了一種簡(jiǎn)單的氨氣預(yù)處理策略將載體進(jìn)行N摻雜，利用N的配位作用錨定Pd金屬，制備了高效、穩(wěn)定的的N摻雜Pd/TiO2納米片催化劑，用于NBR高效加氫。
通過光譜分析和分子吸附實(shí)驗(yàn)表明，N的摻雜有效促進(jìn)了電子從N-TiO2-R載體向Pd納米顆粒的轉(zhuǎn)移，形成了更多富電子的Pd位點(diǎn)。動(dòng)力學(xué)實(shí)驗(yàn)和密度泛函理論（DFT）計(jì)算表明，N摻雜降低了NBR氫化反應(yīng)的表觀活化能，并增強(qiáng)了C=C鍵的吸附能力和H2的解離能力。此外，二維納米片結(jié)構(gòu)也有利于NBR聚合物分子的擴(kuò)散傳質(zhì)， Pd/N-TiO2-R表現(xiàn)出優(yōu)異的催化活性，對(duì)C=C鍵加氫的加氫度（HD）高達(dá)98%，選擇性100%，TOF值為335 h-1。 作者的研究證明了：1）N摻雜可以更有效增強(qiáng)載體與金屬相互作用從而牢固錨定Pd納米顆粒，并能促使電子從載體向Pd的轉(zhuǎn)移；2）形成的高分散、富電子Pd位點(diǎn)顯著增強(qiáng)了對(duì)C=C和H2的吸附-活化能力，降低了NBR加氫反應(yīng)的表觀活化能。所獲得的最佳Pd/N-TiO2-R催化劑在NBR加氫反應(yīng)中表現(xiàn)出優(yōu)異的催化活性和卓越的循環(huán)穩(wěn)定性。 論文信息 Regulating the Electronic Structure of Pd Nanoparticles on NH3-Pretreated Nano-Flake TiO2 for Efficient Hydrogenation of Nitrile Butadiene Rubber Shidong Wang, Benwei Fan, Bingqing Ge, Hongwei Zhang, Cejun Hu, Qinyang Cui, Xiaojun Bao, Pei Yuan ChemCatChem DOI: 10.1002/cctc.202401226
