大連化物所單原子催化研究取得新進展

　　近日，中國科學(xué)院大連化學(xué)物理研究所航天催化與新材料研究室張濤研究團隊在單原子催化研究方面取得新進展，首次證明了單原子催化劑可以具有與均相催化劑相當(dāng)?shù)拇呋钚?。該研究工作獲得了審稿人的高度評價，以Hot Paper（TOP 10%）形式發(fā)表在《德國應(yīng)用化學(xué)》（Angew. Chem. Int. Ed.）上，并被推薦為后封面文章（DOI：10.1002/anie.201607885）。

　　2011年，張濤團隊在國際上首次報道了單原子催化劑的制備與性能，并在此基礎(chǔ)上提出了“單原子催化”的概念，現(xiàn)已成為催化領(lǐng)域新的前沿與熱點之一，并入選了美國化學(xué)會C&EN 2016年“十大科研成果”。由于單原子催化劑具有均相催化劑的“獨立活性位點”和多相催化劑穩(wěn)定易分離的特點，因而被認(rèn)為有望成為連接均相與多相催化的“橋梁”，但一直未得到實驗證實。

　　利用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)中最為重要的一類均相催化反應(yīng)，該類精細(xì)化學(xué)品年產(chǎn)千萬噸，具有重要的應(yīng)用前景。大連化物所博士郎睿在副研究員喬波濤和中科院院士張濤指導(dǎo)下，合成了氧化鋅納米線負(fù)載的銠單原子催化劑（Rh1/ZnOnw），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（Wilkinson’s催化劑，Rh(PPh3)3Cl）相當(dāng)。該過程中沒有發(fā)生烯烴C=C雙鍵加氫的副反應(yīng)，化學(xué)選擇性高達99%，此外該體系還具有較好的底物適用性和穩(wěn)定性。通過透射電鏡、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。在以往的單原子催化劑體系中，金屬原子多為正價態(tài)，通過原位XPS、原位XANES等表征判斷在該Rh1/ZnOnw催化劑上單原子Rh是以金屬態(tài)的形式存在的。該研究為單原子催化劑的應(yīng)用提供了新思路，為均相催化劑的多相化提供了新的途徑。

　　上述研究工作得到國家自然科學(xué)基金、中科院戰(zhàn)略性先導(dǎo)科技專項和國家重點研發(fā)計劃“納米科技”重點專項等項目的資助。

　　大連化物所單原子催化研究取得新進展

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