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科研动态
常春然课题组在双金属催化剂设计研究中取得新进展
2015-10-19 17:16  

以氧气或空气为氧化剂实现反应底物在温和条件下的选择氧化在化学工业中具有重要的应用价值,开发高性能的选择氧化催化剂是实现这一过程的关键。最近,我院工业催化所的常春然课题组,在理论上设计出一种高活性、高选择性、结构稳定的Au-Pd双金属催化剂,用于醇到醛的高效选择氧化,相关研究成果发表在美国化学会物理化学领域期刊The Journal of Physical Chemistry C上(2014年影响因子:4.772),论文链接:http://pubs.acs.org/doi/abs/10.1021/acs.jpcc.5b03965,西安交大化工学院为该论文的第一单位。

       

该研究所设计的Au-Pd催化剂具有特殊的表面结构:Au/Pd摩尔比为3:1,其中每一个Pd原子均被周围的Au原子隔离,呈现单分散的特性(如上图的左上插图所示)。这种结构不仅具有最优的化学稳定性,而且可以调控O2以过氧氢基团(OOH)形式活化,并抑制O2的直接解离为氧原子,这正是Au-Pd催化剂表现出优异活性和选择性的关键。此外,Au-Pd双金属催化剂在醇类氧化反应中表现出双官能团作用:活性更高的Pd作为反应的活性中心,而活性更低的Au降低了产物在表面的稳定性,使其更容易从表面脱附,避免被进一步氧化。该研究从氧气的活化机制出发,提出了一种调控氧化反应选择性的新思路,对于高性能选择氧化催化剂的开发具有重要的借鉴意义。

该工作得到了西安交通大学新教师科研支持计划、中央高校基本科研业务费、中国博士后基金的资助。

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