到目前为止,氧化性强金属-载体相互作用(O-SMSI)已被观察到用于各种载体的催化剂体系,包括金属氧化物、磷化物和氮化物。而O-SMSI和它在催化剂系统中的行为与我们以前对C-SMSI的理解相矛盾,即需要还原气氛和已知的封装驱动力。此外,O-SMSI封装层在氧化性气氛中显示出相当的稳定性,并为支撑催化剂的高温烧结问题提供了潜在的解决方案。
鉴于此,中科院大连化学物理研究所王军虎等总结了课题组最近在O-SMSI方面的工作,重点是HAP载体和外源吸附方法,并简要讨论了O-SMSI的一些应用,包括CO消除、醇氧化、炔烃和烯烃活化。最后对这一新兴领域的现有挑战和机遇提出了结论和展望。
本文要点:
(1)首先简要介绍了O-SMSI的研究背景以及开发具有这种效果的新系统的动机。特别是,通过应用高温氧化诱导的具有O-SMSI的Au/羟基磷灰石(HAP,非氧化物)系统阻止了Au NP的烧结。
(2)金属纳米颗粒中的局部电子再分配(即从金属到载体的电子转移)是O-SMSI的一个特征,可以控制它来调整金属-载体相互作用的强度。使用外源吸附剂来调节金属纳米颗粒的电子态(费米能级),以人为地将O-SMSI引入负载在TiO2上的Au、Pd、Pt和Rh催化剂中。
(3)O-SMSI可以广泛应用于多相催化剂的开发,并总结了一些具有不同机理的常见O-SMSI催化剂,并对该领域存在的挑战和可能的研究方向提供了见解。
Oxidative-Atmosphere-Induced Strong Metal–Support Interaction and Its Catalytic Application
Guandong Wu, Yunxia Liu, and Junhu Wang
Accounts of Chemical Research Article ASAP
DOI: 10.1021/acs.accounts.2c00727
https://doi.org/10.1021/acs.accounts.2c00727