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福大林森聯(lián)合大化所林堅(jiān),最新Angew!

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研究概述
對(duì)于單原子催化劑(SACs),靠近金屬位點(diǎn)的摻雜劑對(duì)其催化性能有顯著影響。
然而,遠(yuǎn)離金屬中心的摻雜劑的影響及其作用機(jī)理仍需進(jìn)一步闡明。
基于此,2024年10月24日,福州大學(xué)林森教授、中國(guó)科學(xué)院大連化學(xué)物理研究所林堅(jiān)研究員在國(guó)際期刊Angewandte Chemie International Edition發(fā)表題為《Regulating Peripheral Nitrogen Dopants in Single-Atom Catalysts to Enhance Propane Dehydrogenation》的研究論文。
在此,研究人員以銥單原子催化劑(?Ir1?SAC)?為重點(diǎn),對(duì)石墨烯基SACs中外圍氮摻雜物的調(diào)節(jié)進(jìn)行了密度泛函理論(DFT)計(jì)算的研究,用于丙烷脫氫(PDH))。
研究發(fā)現(xiàn)與僅具有第一和第二殼層N物種的密集摻雜模型相比,增加N摻雜劑和Ir1位點(diǎn)之間的距離會(huì)導(dǎo)致反應(yīng)過(guò)程的能量變化不同。
作者提出的隨機(jī)摻雜模型從統(tǒng)計(jì)學(xué)上證明了在更遠(yuǎn)的殼層中增加N摻雜劑不僅增強(qiáng)了Ir1的活性,而且保持了對(duì)丙烯的高選擇性,并通過(guò)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了這一點(diǎn)。
隨機(jī)N摻雜劑對(duì)Ir1的d帶中心的調(diào)制有效改變了反應(yīng)中間體的結(jié)合強(qiáng)度,從而優(yōu)化了PDH的勢(shì)能面。
這些結(jié)果加深了對(duì)金屬中心附近摻雜態(tài)的理解,并為多相催化中的摻雜工程提供了重要的啟示。
圖文解讀
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圖1:N摻雜的Ir1 SACs上PDH反應(yīng)由致密態(tài)變?yōu)榉侵旅軕B(tài)
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圖2:不同含氮量的Ir1/NC及其對(duì)PDH反應(yīng)的催化性能
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圖3:在Ir1/NC上使用SDMs進(jìn)行PDH反應(yīng)的結(jié)構(gòu)-功能關(guān)系
文獻(xiàn)信息
Regulating Peripheral Nitrogen Dopants in Single-Atom Catalysts to Enhance Propane Dehydrogenation,?Angewandte Chemie International Edition,?2024.

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