在2022年9月26日,北京大学马丁教授和中科院金属研究所刘洪阳研究员等人在J. Am. Chem. Soc.上发表了题为“Low-Temperature Acetylene Semi-Hydrogenation over the Pd1-Cu1 Dual-Atom Catalyst”的文章。在本文中,作者报道了一种双原子催化剂(dual-atom catalyst, DAC),其由一个键合的Pd1-Cu1原子对被锚定在纳米金刚石石墨烯上(ND@G)组成。对比单原子Pd或Cu催化剂,Pd1Cu1/ND@G可以在较低的温度下表现出更高的反应活性。实验测试发现,在110 ℃时乙炔转化率为100%,乙烯选择性为92%。该工作为在原子水平上通过控制催化位点的配位环境来设计低温加氢的DAC提供了一种策略。详细内容介绍见:马丁/刘洪阳再合作,最新JACS!在2022年9月29日时,纪红兵/马丁教授合作又在Nat. Commun.上发表文章,题为“Building up libraries and production line for single atom catalysts with precursor-atomization strategy”。下面对这篇文章进行简要介绍。
成果展示
单原子催化剂(single atom catalysts, SACs)具有优良的催化性能,引起了研究人员的广泛研究兴趣。然而,由于缺乏通用和可扩展的制备方法,SACs的应用受到阻碍。基于此,北京大学马丁教授和中山大学纪红兵教授(共同通讯作者)等人报道了一种前体雾化策略,用于合成SACs。整个制备过程包括两个步骤:(1)前体的稀溶液被原子化并喷到支架上;(2)对上述样品进行热处理分解前驱体,得到相应的SACs。这种策略被用于合成了一系列催化剂,包括19种具有不同金属位点和载体的SACs和3种SACs衍生物(单原子合金、双原子催化剂和双金属SACs)。此外,它还可以通过自制的1 kg day-1的规模进行生产,并且在Suzuki-Miyaura交叉耦合过程中具有相同的表征结果和催化性能,证明了良好的催化剂均匀性控制。该策略为进一步研究奠定了基础,并可能加速SACs从基础研究到工业应用的趋势。
Building up libraries and production line for single atom catalysts with precursor-atomization strategy. Nat. Commun., 2022, DOI: 10.1038/s41467-022-33442-2.https://doi.org/10.1038/s41467-022-33442-2.