Small:缺陷工程策略促进Pd纳米粒子实现生物质材料温控选择性氢化和加氢脱氧

生物质材料选择性催化加氢和加氢脱氧为增值产品在可再生能源的开发中起着至关重要的作用。然而,基于金属纳米粒子的高效催化作用,在同一个催化体系中实现温度控制型的选择性催化,同时保持优异的催化加氢和加氢脱氧性能仍然是一个巨大的挑战。

华东师范大学黄琨教授课题组近年来关注于发展一系列具有不同形貌的多孔有机聚合物及其碳化材料用于催化(J. Catal. 2021, 396, 342; Chem. Eng. J.2021, 423, 130237; Carbon 2021, 175, 307; ACS Macro Lett. 2019, 8, 1263)和吸附研究(ACS Sustainable Chem. Eng. 2019, 7, 2924)。近日,该课题组发展了一种缺陷工程策略构筑氮/氧共掺杂超亲水多孔碳纳米球负载钯纳米粒子,实现了对生物质材料香兰素的温控选择性氢化和加氢脱氧催化转变。

研究人员发展了氮/氧共掺杂的多孔碳纳米球作为催化剂载体原位碳化负载高分散性Pd纳米粒子。所制备的催化剂在水性介质中对香兰素的加氢和加氢脱氧催化均表现出优异的温控选择性。显著提高的催化性能归因于多孔结构、掺杂的氮和氧原子、酸性位点和H2O2后处理产生的超亲水微环境的协同作用。此外,由于Pd纳米粒子在微孔碳纳米球载体中的良好空间限定和N配位效应,制备的催化剂具有优异的稳定性和耐久性。本研究结果为通过使用杂原子共掺杂和H2O2后处理策略,合成和探索先进催化剂提供了一种简便有效的方法,以实现催化领域对生物质或生物质衍生物的高效催化转化。

论文信息:

Temperature-Controlled Selectivity of Hydrogenation and Hydrodeoxygenation of Biomass by Superhydrophilic Nitrogen/Oxygen Co-Doped Porous Carbon Nanosphere Supported Pd Nanoparticles

Haitao Yu, Yang Xu, Kaden Havener, Meng Zhang, Li Zhang, Wenjin Wu, Kun Huang*

Small

DOI: 10.1002/smll.202106893

原文链接:https://doi.org/10.1002/smll.202106893