Forskere foreslår en ny metode til at syntetisere atomare dispergeret Cu-N-C katalysator

Ikke-ædelmetal nitrogendoteret kulstofmateriale (M-N-C) katalysatorer betragtes som potentielle alternativer til ædelmetaller, på grund af deres overflod, biokompatibilitet, miljøvenlig og høj katalytisk ydeevne.

Imidlertid, de nuværende syntetiske strategier til fremstilling af M-N-C-katalysatorer via højtemperaturpyrolyse fører uundgåeligt til en strukturel heterogenitet.

For at opnå M-N-C med atomisk spredte aktive steder, en efterbehandling er påkrævet for at fjerne de uorganiske metalholdige nanopartikler. Dette gør hele syntesen kompliceret og miljøvenlig, og endda beskadiger strukturen af ​​M-Nx-stedet.

For nylig, et forskerhold ledet af prof. YANG Yong fra Qingdao Institute of Bioenergy and Bioprocess Technology (QIBEBT) fra det kinesiske videnskabsakademi har udviklet en enkel, økonomisk og effektiv højtemperatur pyrolyse syntetisk metode. Undersøgelsen blev offentliggjort i ACS anvendte materialer og grænseflader .

Brug af miljøvenlig biokul og billig Cu (NO ₃ ) ₂ som råmaterialer uden efterbehandlingsproces, forskere har syntetiseret den atomare dispergerede Cu-N-C katalysator. Atomspredningen af ​​koordinativt umættet Cu-N ₂ steder er på biomasse-afledt hierarkisk N-doteret porøst kulstof med højt specifikt overfladeareal.

"Denne katalysator udviser enestående katalytisk ydeevne til Glaser-Hay-kobling af terminale alkyner under basefri, ligandfrie forhold ved at bruge luft som oxidant, " sagde REN Peng, en postgraduate studerende fra QIBEBT og første forfatter til undersøgelsen.

Denne protokol har adresseret det dårlige selektivitetsproblem i syntesen af ​​asymmetrisk 1, 3-diyens, det er et vigtigt fremskridt til feltet, kommenteret af fagfællebedømmerne.

Eksperimentelle resultater og teoretiske beregninger afslørede, at det lave N-koordinationstal af enkeltatoms Cu-steder i Cu-N ₂ udviste en foretrukken adsorption til terminal alkyn; i mellemtiden, de tilstødende pyridiniske N-steder på carbonmatrixen lettede deprotoneringen af ​​den adsorberede alkyn for at generere de vigtigste mellemliggende arter, dermed synergistisk boost reaktionen.

Dette arbejde giver ikke kun en alternativ let syntetisk strategi til fremstilling af atomisk dispergerede M-N-C-katalysatorer, men repræsenterer også et betydeligt fremskridt for at få adgang til (us)symmetrisk 1, 3-diynes fra Glaser-Hay kobling.