New Paper | 祝贺硕士生蔡中杰同学再次在《ACS Catalysis》期刊发表研究论文!

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近日,2018级硕士研究生蔡中杰同学(目前华中科技大学博一)采用金属卟啉TCPPPd)分子为模板,利用MIL-68(In) 表面的不饱和OH-将金属卟啉TCPPPd)分子接枝到MOF表面,然后通过对前驱体进行热解制备Pd/In2O3催化剂用于催化CO2加氢制甲醇研究。研究成果在期刊《ACS Catalysis》期刊(IF13.08)发表,论文题目为“Fabrication of Pd/In2O3 Nanocatalysts Derived from MIL-68(In) Loaded with Molecular Metalloporphyrin (TCPP(Pd)) Toward CO2 Hydrogenation to Methanol”。该论文的通讯作者是詹国武教授和厦门大学黄加乐教授。

利用CO2加氢将温室气体CO2转化为液体燃料或附加值更高的化学品是实现CO2资源化利用的有效途径。甲醇是合成其他高附加值化工产品最重要的关键中间体之一。在各种过渡金属氧化物载体中,In2O3具有较高的甲醇选择性和耐久性,是最有前途的候选材料之一。我们在第一篇工作(ACS Catal. 2020, 10, 22, 13275–13289)中已经发现载体In2O3的形貌与结构会显著的改善金属载体间的相互作用,从而进一步影响Pd的电子价态,其形成的Pd2+/In2O3-X是催化剂的活性中心。但当前In2O3基催化剂对甲醇的选择性依然较低(<80%),因此对催化位点的精准设计以及活性界面的电子结构对甲醇选择性十分重要。

基于此,我们设计了以卟啉分子 TCPPPd)为运载体,将PdIn在前驱体中以InO4(OH)-TCPP(Pd)形式连接,材料形貌由原来正六边形棒状结构演变为梭形棒状结构。将TCPP(Pd)@MIL-68(In)前驱体经过热解后可形成高度均匀分散的Pd2+/In2O3-X催化活性位点。与此同时,传统浸渍法制备的Pd/In2O3在经过还原处理后表面主要为InPd/In2O3-X,且XPS的表征发现两种方法制备的催化剂表面具备类似的氧空位浓度,但却呈现不同的催化活性;结合表面In/O原子的浓度之比,发现催化活性与In2O3载体的还原程度几乎呈线性关系。另外结合DFT计算发现由TCPP(Pd)@MIL-68(In) 衍生而来的Pd2+/In2O3-X活性界面合成甲醇的势能远高于InPd/In2O3-X附:计算部分主要由厦大2018级硕士生戴加骏同学与浙江工业大学硕士生孙富丽同学完成。

 

文章下载链接:https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acscatal.1c03630

2022年1月22日 14:01
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