Forskere afslører synergistiske virkninger i dobbelt enkeltatoms katalysator

Single-atom katalysatorer (SAC'er) anvendes i heterogen katalyse. I stedet for én type enkelt atom, dual single-atom catalysts (DSAC'er) leverer overlegen katalytisk ydeevne end SAC'er på grund af samarbejdet mellem de dual metal-atomer.

Forståelse af synergistiske effekter på atomær skala er afgørende for design af yderst effektive heterogene katalysatorer i kemisk transformation.

For nylig, Prof. Huang Jiahuis gruppe og Prof. Fu Qiangs gruppe fra Dalian Institute of Chemical Physics (DICP) ved det kinesiske videnskabsakademi (CAS), i samarbejde med Prof. Si Rui fra Shanghai Institute of Applied Physics, CAS, afslørede synergistisk katalyse af dobbelt enkeltatomstruktur i den selektive hydrogenering 4-nitrostyren (4-NS) til 4-vinylanilin (4-VA).

Undersøgelsen blev offentliggjort i ACS katalyse den 29. januar.

Forskerne syntetiserede DSAC Ir ₁ Mo ₁ /TiO ₂ samt SAC'er Ir ₁ /TiO ₂ og Mo ₁ /TiO ₂ . De fandt ud af, at DSAC Ir ₁ Mo ₁ /TiO ₂ udviste en overlegen katalytisk ydeevne for selektiv hydrogenering af 4-NS til 4-VA end SAC'er Ir ₁ /TiO ₂ og Mo ₁ /TiO ₂ .

Beregningsresultater indikerede, at H ₂ aktivering skete på Ir ₁ og 4-NS-adsorption via nitrogruppen forekom fortrinsvis på Mo ₁ , med den synergistiske effekt af Ir ₁ og Mo ₁ fører til forbedret katalytisk ydeevne.

Dette arbejde belyser fordelene ved DSAC på atomniveau til at fremme reaktionsmekanismer til effektiv heterogen bimetallisk katalyse.