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中國(guó)科學(xué)院大連化學(xué)物理研究所(簡(jiǎn)稱大連物化所)在單原子催化研究方面取得新進(jìn)展,首次發(fā)現(xiàn)單原子催化劑具有與均相催化劑相當(dāng)?shù)幕钚裕瑥膶?shí)驗(yàn)上證明單原子可能成為溝通均相催化與多相催化的橋梁。
5年前,大連化物所張濤院士領(lǐng)導(dǎo)的研究團(tuán)隊(duì)在國(guó)際上首次報(bào)道了單原子催化劑的制備與性能,并在此基礎(chǔ)上提出了“單原子催”的概念,單原子催化現(xiàn)已成為催化領(lǐng)域新的前沿與熱點(diǎn)之一。由于單原子催化劑兼具均相催化劑的“孤立活性位點(diǎn)”和多相催化劑“穩(wěn)定易分離”的特點(diǎn),因而被認(rèn)為有望開(kāi)辟均相催化劑多相化的新途徑,成為聯(lián)結(jié)均相與多相催化的橋梁,但一直未得到證實(shí)。
通過(guò)氫甲酰化由烯烴和合成氣制備醛類精細(xì)化學(xué)品,是化工生產(chǎn)中最重要的均相催化過(guò)程之一。該類精細(xì)化學(xué)品年產(chǎn)超千萬(wàn)噸,具有非常重要的應(yīng)用背景。近期,該團(tuán)隊(duì)的喬波濤副研究員等成功合成出氧化鋅納米線負(fù)載的銠單原子催化劑,可在溫和的反應(yīng)條件下將苯乙烯轉(zhuǎn)化為苯丙醛,催化效率與經(jīng)典的均相催化劑相當(dāng)。該過(guò)程中沒(méi)有發(fā)生烯烴雙鍵加氫的副反應(yīng),故化學(xué)選擇性高達(dá)99%,此外該體系還具有較好的底物適用性和穩(wěn)定性。透射電鏡、原位紅外等表征手段證明Rh在載體上是以單原子的形式分散。
該研究首次從實(shí)驗(yàn)上證明單原子催化劑可能成為溝通均相催化與多相催化的橋梁,為均相催化劑的多相化開(kāi)辟了新途徑,同時(shí)也為單原子催化劑的應(yīng)用提供了新思路。
(中國(guó)石化有機(jī)原料科技情報(bào)中心站供稿)