大連化物所通過納米反應(yīng)器微環(huán)境調(diào)控促進催化加氫性能

　　【儀表網(wǎng) 儀表研發(fā)】近日，中國科學(xué)院大連化學(xué)物理研究所催化基礎(chǔ)國家重點實驗室研究員楊啟華和劉健團隊，實現(xiàn)了通過納米反應(yīng)器微環(huán)境調(diào)控促進催化加氫性能。
 

　　酶催化劑的催化性能與其活性中心所處的微環(huán)境直接相關(guān)。然而，通過微環(huán)境調(diào)控實現(xiàn)人工催化劑活性和選擇性的提升挑戰(zhàn)。
 

　　苯甲酸加氫制備環(huán)己基甲酸是工業(yè)生產(chǎn)尼龍6原料己內(nèi)酰胺的重要中間過程，但是金屬納米粒子催化劑對此反應(yīng)的活性不高，尤其是在非質(zhì)子性溶劑中。為了提高金屬納米粒子的催化活性，該團隊在有機功能基團(如氨基，三苯基膦，二苯基膦，苯基)修飾的納米反應(yīng)器中引入Ru納米粒子。研究表明，膦配體修飾納米反應(yīng)器中的Ru納米粒子在正己烷中可催化苯甲酸加氫，而其他納米反應(yīng)器中的Ru納米粒子以及商業(yè)化Ru/C不表現(xiàn)催化活性。理論計算和實驗結(jié)果表明，膦配體的修飾改變了釕的微環(huán)境，誘導(dǎo)苯甲酸的芳香環(huán)在Ru金屬表面優(yōu)先吸附，從而增強其催化性能。同時研究還發(fā)現(xiàn)，膦配體修飾的納米反應(yīng)器可大幅度增強Ru納米粒子對苯、甲苯、三氟甲苯的加氫活性，主要歸因于膦配體的給電效應(yīng)增強了Ru表面電子密度。納米反應(yīng)器微環(huán)境調(diào)控催化活性和選擇性的策略為發(fā)展催化體系提供了新思路。
 

　　該工作得到國家自然科學(xué)基金委、中科院能源化學(xué)戰(zhàn)略性先導(dǎo)科技專項(B)的資助，并于近日以VIP Paper及內(nèi)封面文章形式發(fā)表在《德國應(yīng)用化學(xué)》(Angewandte Chemie International Edition)上。