Nat Commun：富缺陷石墨烯上原子分散铂物种配位数的调节用于正丁烷脱氢反应

金属纳米粒子（NP）、团簇和孤立的金属原子（或单原子SA）由于其不同的纳米结构，在多相催化中表现出不同的催化性能。在原子尺度上构建结构-性能关系为最大限度地提高原子利用效率和催化活性提供了一条有效的途径。

近日，中科院金属研究所刘洪阳研究员，北京大学马丁教授，香港科技大学Ning Wang，Xiangbin Cai报道了通过Pt-C键在富缺陷的石墨烯上制备了完全暴露的Pt₃团簇，通过原子分散的Sn启动子进行几何分割，可以精确地调节担载的Pt团簇的配位数（CN）。

文章要点

1）具有0.5 wt%Pt负载量的Pt₃团簇对正丁烷直接脱氢（DDH）的转化率高于ND@G负载的Pt NPs和Pt SAs。在较低温度（450 ℃）下，Pt₃团簇的正丁烷转化速率达到1.138 mol g_Pt⁻¹ h⁻¹。

2）研究人员通过关联ND@G负载的Pt NPs、Pt簇和Pt SA催化剂上的DDH活性和Pt-Pt键的平均CN，系统地建立了结构-性能关系。

3）通过密度泛函理论(DFT)计算，研究人员发现Pt₃团簇催化剂独特的结构有利于C-H键的活化和丁烯的脱附。

这种结构-性能关系为原子尺度上合理设计高活性多相DDH催化剂提供了新的思路。

参考文献

Chen, X., Peng, M., Cai, X. et al. Regulating coordination number in atomically dispersed Pt species on defect-rich graphene for n-butane dehydrogenation reaction. Nat Commun 12, 2664 (2021).

DOI: 10.1038/s41467-021-22948-w

https://doi.org/10.1038/s41467-021-22948-w