《德國中間體生產方式化學》單原子催化研究取得新進展

為您介紹《德國應用化學》單原子催化研究取得新進展。近日，中國除草安全劑科學院大連化學物理研究所航天催化與（除草安全劑）研究室張濤研究團隊在單原子催化研究方面取得新進展，首次證明了單原子催化劑能夠具有與均相催化劑相當的催化活性。該研究工作獲得了審稿人的高度評價，以Hot Paper（TOP 10%）模式發表在《德國應用化學》（Angew. Chem. Int. Ed.）上，并被舉薦為后封面文章（DOI：10.1002/anie.201607885）。

單原子催化劑概念

2011年，張濤團隊在國際上首次報道了單原子催化劑的制備與性能，并在此基礎上提出了“單原子催化”的概念，現已成為催化領域新的前沿與熱點之一，并入選了美國化學會C&EN 2016年“十大科研成果”。由于單原子催化劑具有均相催化劑的“獨立活性位點”和多相催化劑穩定易分離的特點，因而被認為有望成為連貫均相與多相催化的“橋梁”，但一直未得到實驗證實。

單原子催化劑的應用新思路

利用氫甲酰化由烯烴和合成氣制備醛類精密化學品，是化工生產中最為重要的一類均相催化反應，該類精密化學品年產千萬噸，具有重要的應用前景。大連化物所博士郎睿在副研究員喬波濤和中科院院士張濤領導下，合成了氧化鋅納米線負載的銠單原子催化劑（Rh1/ZnOnw），在溫和的反應條件下將苯乙烯轉化為苯丙醛，催化效率與經典的均相催化劑（Wilkinson’s催化劑，Rh(PPh3)3Cl）相當。該過程中沒有發生烯烴C=C雙鍵加氫的副反應，化學選擇性高達99%，此外該體系還具有較康復的底物適用性和穩定性。通過透射電鏡、原位紅外等表征伎倆證明Rh在載體上是以單原子的模式分散。在以往的單原子催化劑體系中，金屬原子多為正價態，通過原位XPS、原位XANES等表征判斷在該Rh1/ZnOnw催化劑上單原子Rh是以金屬態的模式存在的。該研究為單原子催化劑的應用提供了新思路，為均相催化劑的多相化提供了新的門路。

上述研究工作得到國家自然科學基金、中科院戰略性先導科技專項和國家重點研發計劃“納米科技”重點專項等項目標資助。