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蘭州化物所JACS：Cu/Al2O3-N-L MICs實(shí)現(xiàn)高活性、選擇性加氫

表面分子印跡技術(shù)是提高催化反應(yīng)選擇性最有效的技術(shù)之一，通過(guò)MI策略制備選擇性催化劑需要犧牲表面活性位點(diǎn)的數(shù)量，導(dǎo)致活性顯著降低。因此，迫切需要設(shè)計(jì)出催化活性和選擇性都得到顯著提高的分子印跡催化劑（MICs）。

基于此，中國(guó)科學(xué)院蘭州化學(xué)物理研究所石峰研究員和崔新江研究員等人報(bào)道了通過(guò)在Cu/Al₂O₃的Cu表面依次吸附印跡分子（硝基化合物，N）和印跡配體（1, 10-菲羅啉，L）制備了一系列MICs。所得到的Cu/Al₂O₃-N-L MICs不僅具有促進(jìn)的催化選擇性，而且還通過(guò)在Cu位點(diǎn)和L的界面上形成新的活性Cu-N位點(diǎn)而產(chǎn)生印跡腔，促進(jìn)了硝基化合物加氫的選擇性和活性。

通過(guò)DFT計(jì)算，作者研究了分子印跡效應(yīng)增強(qiáng)催化活性和選擇性的來(lái)源?？紤]到Cu/Al₂O₃-N₁-L₁是通過(guò)N₁和L₁在還原Cu/Al₂O₃上的順序吸附合成的，以Cu(111)表面為主要晶面作為模型。

需注意，Cu納米顆粒的尺寸遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于Cu/Al₂O₃-N₃-L₁表面的（12×12）Cu(111)模型，表明了計(jì)算構(gòu)型的合理。結(jié)果表明，在平面模型中，印跡分子（N₁）和印跡配體（L₁）都優(yōu)先吸附在金屬表面，并且印跡腔是由N₁和L₁在Cu/Al₂O₃上的順序吸附形成的。

此外，在L₁吸附后，得到了表面Cu物種與L₁的N物種配位形成Cu-N位點(diǎn)。作者選擇Cu/Al₂O₃-N₃-L₁和Cu/Al₂O₃-N₂-L₁而不是Cu/Al₂O₃-N₁-L₁來(lái)研究物質(zhì)的吸附能（E_ads）。

當(dāng)Cu/Al₂O₃-N₃-L₁存在時(shí)，根據(jù)N₁、N₂和N₃的E_ads值發(fā)現(xiàn)，其中吸附能從-1.66 eV（N₁）逐漸降低到-2.18 eV（N₂），再降低到-2.96 eV（N₃），因此N₃較低的吸附能有利于其在Cu/Al₂O₃-N₃-L₁表面的吸附。當(dāng)使用Cu/Al₂O₃-N₂-L₁催化劑時(shí)，N₂更傾向于吸附在形成的印跡腔中，其吸附能為-2.17 eV，遠(yuǎn)高于N₁。

Construction of Highly Active and Selective Molecular Imprinting Catalyst for Hydrogenation. J. Am. Chem. Soc., 2023, DOI: 10.1021/jacs.3c04576.

原創(chuàng)文章，作者：Gloria，如若轉(zhuǎn)載，請(qǐng)注明來(lái)源華算科技，注明出處：http://www.xiubac.cn/index.php/2023/10/11/02dfa7e2ce/

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