JACS：一种锚固在还原氧化石墨烯上的单位点MoO2催化中心的合成与结构-活性表征

分子衍生的单位点多相催化剂可以弥合人们对传统均相催化剂和多相催化剂之间的理解和其性能差距，以指导下一代催化剂的合理设计。尽管结构精准的氧化物载体已经取得了令人印象深刻的进展，但关于其他载体的结构复杂性和接枝表面物种的性质研究仍然极具挑战。

基于此，美国西北大学Tobin J. Marks，Yosi Kratish，Michael J. Bedzyk，George C. Schatz报道了采用X射线光电子能谱(XPS)、DRIFTS、粉末X射线衍射、N₂物理吸附、NH₃-TPD、水接触角、活性中心中毒实验、Mo EXAFS、模型化合物单晶X射线衍射、密度泛函理论（DFT）和催化性能测试等手段揭示了锚固到还原氧化石墨烯（rGO/MoO₂）上的单位点Mo(=O)₂物种。

文章要点

1）NH₃-TPD表明，锚定的MoO₂部分不是强酸性的，而Mo 3d_5/2 XPS确定了MoO₂的氧化态为Mo(VI)，XRD显示MoO₂接枝的RGO周期性变化不大。接触角分析表明，MoO₂接枝消耗了rGO表面的极性基团，得到了更疏水的表面。此外，通过DRIFTS在959和927 cm⁻¹处观测到了Mo=O的实验振动频率，用EXAFS测得Mo−O和Mo−O的键长分别为1.6 9(3)和1.90(3) Å，这些实验数据与密度泛函计算结果以及模型化合物单晶衍射数据吻合较好，因此提供了对单位点碳/钼催化剂结构的详细理解。

2）催化性能测试结果显示，rGO/MoO₂催化剂的活性也高于已报道的AC/MoO₂催化剂，还原羰基偶联的TOF接近1.81×10³ h⁻¹。此外，RGO/MoO2是一种环境友好的催化剂，可多次回收，69±2%的Mo位点具有催化活性。

总体而言，rGO/MoO₂是一种结构清晰、用途广泛的单位点Mo(VI)多相催化体系。

参考文献

Yiqi Liu, et al, Synthesis and Structure−Activity Characterization of a Single-Site MoO₂ Catalytic Center Anchored on Reduced Graphene Oxide, J. Am. Chem. Soc., 2021

DOI: 10.1021/jacs.1c07236

https://doi.org/10.1021/jacs.1c07236