浙工大/上交ACS Catalysis:TiO2-x掩盖层的次外表Ru触发加氢才能用于N-杂芳烃的抗毒复原

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过渡金属基催化剂普遍使用于差别无机化合物的加氢反响。但是,当底物含有强配位官能团或杂质时,会产生严峻的失活。


基于此,浙江产业大学林丽利传授,李大年传授,王开国传授,上海交通大学刘晰研讨员(配合通讯作者)等人报道了Ru纳米颗粒外表构成的TiO2-x掩盖层(>### style="margin: 0px; padding: 0px; outline: 0px; max-width: 100%; box-sizing: border-box !important; overflow-wrap: break-word !important;">2-x/TiO2)在复原条件下作为喹啉和别的N-杂芳烃的局部加氢反响的高选择性、历久且耐硫的催化剂。
>### style="margin: 0px; padding: 0px; outline: 0px; max-width: 100%; box-sizing: border-box !important; overflow-wrap: break-word !important;">2-x掩盖层的氧空地是H2活化的活性位点,TiO2-Ov (TiO2-x)活性位点与次外表Ru纳米颗粒之间的协同作用无效地低落了H2解离和加H步调的能垒,使非金属TiO2-Ov壳在平和条件下催化加氢反响,具有明显的波动性和抗毒性。
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为了进一步理解>### style="margin: 0px; padding: 0px; outline: 0px; max-width: 100%; box-sizing: border-box !important; overflow-wrap: break-word !important;">2-x/TiO2催化剂催化喹啉加氢的反响机理,作者经过DFT盘算研讨了Ru(101)、缺陷TiO2(TiO2-VO)以及Ru修饰的TiO2-x掩盖层(>### style="margin: 0px; padding: 0px; outline: 0px; max-width: 100%; box-sizing: border-box !important; overflow-wrap: break-word !important;">2-4VO)上的加氢反响机理。
与金属外表差别,H2在>### style="margin: 0px; padding: 0px; outline: 0px; max-width: 100%; box-sizing: border-box !important; overflow-wrap: break-word !important;">2-4VO和TiO2-VO的VO和Ti3+位点产生异裂。与未改性的TiO2相比,次外表Ru纳米颗粒的改性低落了氢气解离能和产品的脱附能。
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别的,在>### style="margin: 0px; padding: 0px; outline: 0px; max-width: 100%; box-sizing: border-box !important; overflow-wrap: break-word !important;">2-4VO上,第一个加氢步调的能垒只要0.09 eV,远低于TiO2-VO上第一个加氢步调的能垒(1.58 eV)。>### style="margin: 0px; padding: 0px; outline: 0px; max-width: 100%; box-sizing: border-box !important; overflow-wrap: break-word !important;">2-4VO上喹啉加氢的速率决议步调是将第二个加氢步调(能垒为0.85 eV,在平和条件下仍有大概产生)。
因而,TiO2-x掩盖层下的Ru纳米颗粒的修饰作用调解了TiO2-x的特征,发生了更多的外表缺陷,并影响了底物的吸赞同反响举动。Ru纳米颗粒和富含缺陷的TiO2-VO掩盖层之间的协同作用使TiO2-x可以无效地催化加氢反响。
Subsurface Ru-Triggered Hydrogenation Capability of TiO2-x Overlayer for Poison-Resistant Reduction of N‑Heteroarenes. ACS Catal.2022, DOI: 10.1021/acscatal.2c04270.
https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acscatal.2c04270.




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