中国科学院化学研究所宋卫国团队报道了石墨烯纳米球作为润湿性和电子改性剂增强加氢催化性能。相关研究成果发表在2022年6月17日出版的国际知名学术期刊《德国应用化学》。
由于其独特的富含炔烃的结构，石墨烯（graphdiyne，GDY）已被证明是锚定金属催化剂的极好载体。
该文中，研究人员展示了GDY作为润湿性改进剂的新作用，以增强氢化催化作用。在装载一定量的GDY纳米球后，二氧化硅介孔通道变得超亲氧，其允许气体H2直接存储在内部，从而显著增加钯纳米颗粒（NPs）周围的H2浓度。同时，GDY纳米球还通过强dπ相互作用改变Pd纳米粒子的电子结构。将GDY的这两种作用结合在一起，苯甲醛在室温H2压力下可以在水中进行加氢反应，与未改性的Pd/mSiO2催化剂相比，显著提高了4.3倍。
本研究证明了GDY在构建气液固三相反应润湿性匹配催化剂方面的新作用。
附：英文原文
Title: Graphdiyne Nanospheres as a Wettability and Electron Modifier for Enhanced Hydrogenation Catalysis
Author: Jia Yu, Weiming Chen, Kaixuan Li, Chunhui Zhang, Mingzhu Li, Feng He, Lei Jiang, Yuliang Li, Wei-Guo Song, Changyan Cao
Issue&Volume: 2022-06-17
Abstract: Owing to unique alkyne-rich structure, graphdiyne (GDY) has been proven to be a superb support for anchoring metal catalysts. Herein we demonstrate a new role of GDY as the wettability modifier for enhanced hydrogenation catalysis. After loading a certain amount GDY nanospheres, silica mesoporous channels become superaerophilic, which allows gaseous H2 to be directly stored inside, thus significantly increasing H2 concentration around Pd nanoparticles (NPs). At the same time, GDY nanospheres also alter the electronic structure of Pd NPs via the strong d-π interaction. Combining with these two roles of GDY together, the hydrogenation of benzaldehyde could proceed under ambient H2 pressure in water, with an impressive enhancement of 4.3-folds comparing to unmodified Pd/mSiO2 catalyst. This study demonstrates a new role of GDY in constructing wettability matched catalysts for gas-liquid-solid tri-phase reactions.
DOI: 10.1002/anie.202207255
Source: https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/anie.202207255
期刊信息
Angewandte Chemie：《德国应用化学》，创刊于1887年。隶属于德国化学会，最新IF：12.959
官方网址：https://onlinelibrary.wiley.com/journal/15213773
投稿链接：https://www.editorialmanager.com/anie/default.aspx
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