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SCMs | 石墨烯负载的非贵金属单原子催化剂的乙炔选择性加氢反应研究
出处:中国科学材料  录入日期:2020-07-29  点击数:137

  在工业上批量生产聚乙烯的过程中去除痕量乙炔杂质的常用方法是沸石吸附或钯基催化剂选择性半氢化乙炔生成乙烯。
  近日,中国石油大学(北京)张鑫教授和清华大学李隽教授、肖海副教授等人在Science China Materials上发表研究论文,通过密度泛函理论研究了乙炔在缺陷石墨烯负载的单原子催化剂M1/SV-G和M1/DV-G(其中M=Ni,Pd,Pt;SV-G,DV-G分别代表具有单碳缺陷和双碳缺陷的石墨烯)表面上加氢转化为乙烯的反应机理。研究表明,金属单原子及其配位环境均会影响加氢过程的活性和选择性。M1/DV-G催化剂比M1/SV-G具有更好的氢分子解离能力,这是因为M1/DV-G具有较强的乙炔氢化能力。基于计算得到的加氢能垒,Pt1/DV-G和Ni1/DV-G的催化活性明显优于其他催化剂,其中Ni1/DV-G催化剂还具有高的乙炔半加氢选择性。

 


  图1 ln(TOF) vs. 乙炔的活化能曲线。TOF: turnover frequency。
  本研究结果为设计以碳材料为载体的、具有高选择性的非贵金属单原子乙炔氢化催化剂提供了理论基础。该研究成果最近发表于Science China Materials, 2020, 10.1007/s40843-020-1426-0。

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