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PNAS:表面疏水Cu-BTC高效催化甲烷直接氧化

日期: 来源:催化计收集编辑:学研汇



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由于金属-有机框架(MOFs)催化剂的稳定性较差,其在低温下甲烷选择性氧化为有机含氧化合物是C1化学领域的一个极具挑战性的课题。

近日,沈阳师范大学Zhao ZhenZhang Hang将具有配位不饱和Cu(I)位点的表面疏水性Cu-BTC催化剂用于甲烷直接氧化。


本文要点
要点1. 在235°C真空下,作者通过疏水性聚二甲基硅氧烷(PDMS)对Cu-BTC表面进行改性,使其不仅可以显著提高其液相催化循环稳定性,还可以生成配位不饱和的Cu(I)位点,进而显著提高了Cu-BTC催化剂的催化活性。

要点2. 作者通过光谱表征和理论计算结果证明,配位不饱和Cu(I)位点使H2O2解离成·OH,并通过与配位不稳定Cu(I)位点结合形成Cu(II)-O活性物种,以活化甲烷的C−H键。使得C1含氧化合物(CH3OH和CH3OOH)的产率高达10.67 mmol gcat.-1 h-1,并且Cu-BTC-P-235催化剂对C1含氧化合物具有99.6%的超高选择性。

Li Wencui et.al Efficient catalysts of surface hydrophobic Cu-BTC with coordinatively unsaturated Cu(I) sites for the direct oxidation of methane PNAS 2023

DOI: 10.1073/pnas.2206619120

https://doi.org/10.1073/pnas.2206619120


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