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纳米反应器策略可产生优异的负载型双金属催化剂

负载型双金属催化剂是非均相催化中重要的一类催化剂。它们可以应用于各种领域,例如电催化,生物质转化和制氢。然而,用于合成负载的双金属纳米颗粒(BNP)的传统浸渍和固定方法通常是不可控制的,因此在载体上产生具有不均匀粒径,低合金度和不均匀分布的BNP。结果是催化性能差和金属利用率低。

为了提高支持的BNP的性能和效率,中国科学院青岛生物能源与生物过程技术研究所(QIBEBT)的王光辉教授和姜鹤庆教授与来自中国科学院的刘健教授合作中国科学院大连化学物理研究所(DICP)最近提出了一种纳米反应器策略,用于可扩展合成支持的超细BNP。

该策略将高质量的种子(Pd纳米簇)和金离子引入到了氮掺杂的介孔聚合物(NMP)中。NMP用作纳米反应器,用于热还原过程中固态的PdAu BNP的种子生长。

王教授说:“合成的Pd 1 Au 1/4 BNP直径非常均匀,误差为0.5 nm,并且均匀地分散在NMP载体中。”

与单金属类似物Pd / NMP和Au / NMP相比,Pd 1 Au 1/4 / NMP样品在甲酸(FA)脱氢中显示出增强的催化性能。

江教授说:“增强的活性可以归因于Pd 1 Au 1/4 BNP中Pd和Au之间的电子相互作用。此外,可以通过在合成过程中改变PdAu BNP的组成来调节电子相互作用。”

此外,由于PdAu / NMP产品具有类似珊瑚的结构,因此可以在不施加任何粘合剂的情况下,在不施加任何粘合剂的情况下,通过压片机(1.0 bar)将其压制成一体。整料含有丰富的大孔,这对于液相反应中的传质可能是有益的。

值得注意的是,Pd 1 Au 1/4 / NMP 整料在FA脱氢中仍显示出相当大的活​​性,在333 K时的TOF值为3684 h-1,并且可以循环使用五次而没有质量损失和活性变化。

还使用此方法合成了许多其他受支持的基于Pd的BNP(直径范围为2-3 nm),包括PdRu,PdCo,PdNi,PdZn,PdAg和PdCu BNP。

提出的纳米反应器策略为合成各种负载型双金属催化剂提供了有效的途径。这些催化剂有望用于绿色和可持续的催化过程。

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