使用有机配体调节中心金属的电子结构在自由基反应中极具挑战性。在此,南京大学Shan Chao、Pan Bingcai提供了一种实现原位配体调节的惰性Ce(III/IV)活化的范例,并将其用于催化臭氧氧化。
本文要点:
1) 在臭氧氧化过程中,作者发现草酸盐(OA)是活化Ce(III/IV)的有效配体,并且使O3的分解和降解速率常数分别提高11.5倍和5.8倍。实验和密度泛函理论计算结果都显示了OA的显著给电子效应,并且Ce上的电荷、电离电势和Ce(III/IV)电极电势的显著降低,这为有效的臭氧氧化提供了Ce活性中心。
2) 作者建立了一个包括67个反应的综合动力学模型来验证和阐述催化机理。此外,Ce3+在质量活性方面优于许多臭氧氧化催化剂。该研究揭示了利用催化反应产生的操作配体可以对金属中心进行可持续活化。
Jing Zhang et.al In situ ligand-modulated activation of inert Ce(III/IV) into ozonation catalyst for efficient water treatment PNAS 2023
DOI: 10.1073/pnas.2305255120
https://doi.org/10.1073/pnas.2305255120