碳化钨和碳化钼在催化和超导方面显示出巨大的潜力。然而,制备尺寸可控、结构独特的超薄W/Mo碳化物仍然是一个难题。
在这里,受以单壁碳纳米管为透明模板的宿主−客体组装策略的启发,南方科技大学Feng Yang ,Yang-Gang Wang报道了以W/Mo多金属氧酸盐簇合物为模板,在单壁碳纳米管中制备超薄(0.8−2.0 nm)W2C和Mo2C纳米线的方法。
文章要点
1)原子分辨电子显微镜结合光谱和理论计算表明,高亲碳性W/Mo与SWCNT之间的强相互作用导致了碳化物纳米线沿特定晶体方向的各向异性生长,并伴随着晶格应变和对SWCNTs的电子给予。碳纳米管模板使碳化物具有良好的耐水腐蚀性能。
2)与常规的单壁碳纳米管外表面修饰不同,这种M2C@SWCNTs(M=W,Mo)提供了一个离域的富含电子的单壁碳纳米管表面来均匀构建带负电荷的Pd催化剂,从而抑制了活性PdHx氢化物的生成,从而实现了一系列炔烃的高选择性半氢化。
3)这项工作为设计电子离域的单壁碳纳米管表面提供了一种非破坏性的方法,并扩展了通过精确控制单壁碳纳米管阵列中的各向异性来合成异常一维超薄碳亲金属纳米线(如TaC、NbC、β-W)的方法。
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Kun Wang, et al, Anisotropic Growth of One-Dimensional Carbides in Single-Walled Carbon Nanotubes with Strong Interaction for Catalysis, J. Am. Chem. Soc., 2023
DOI: 10.1021/jacs.3c03128
https://doi.org/10.1021/jacs.3c03128