導讀
近日，廈門大學化學化工學院鄭南峰院士和秦瑞軒副教授團隊在多相催化選擇性加氫領域取得新進展。相關成果以“Oxygen Vacancy-Enriched Alumina Stabilized Pd Nanocatalysts for Selective Hydrogenation of Phenols”為題，發表於J. Am. Chem. Soc. (DOI: 10.1021/jacs.4c11726)。
氧化鋁是一種廣泛應用於催化領域的載體材料，作為一種難還原氧化物，其電子缺陷的構築及其應用尚未得到深入研究。研究團隊在近期工作基礎上（Chem. Sci. 2024, 15, 3140；Sci. China Chem. 2024. DOI: 10.1007/s11426-024-2260-2），透過在惰性氣氛下煅燒氧化鋁前驅體（鹼式乙酸鋁），成功製備出富F-center（含自由電子的氧空位）的黃色非晶態氧化鋁（F-Al2O3），其表面電子密度達~0.35 mmol·g-1。這些位於氧空位的電子可還原Pd前驅體，形成具有豐富介面的超小Pd奈米顆粒。Pd/F-Al2O3催化劑在苯酚加氫反應中表現出優異的效能，在常溫常壓下即可實現苯酚高活性、高選擇性轉化為環己酮。實驗與理論計算研究表明，加氫反應中少量殘餘空氣中的O2可在Pd-F-Al2O3介面處生成羥基自由基，助力苯酚高效活化，而所生成的苯酚自由基在Pd位點則逐步加氫得到目標產物環己酮。該研究為新型富電子缺陷的難還原氧化物的合成與研究，以及選擇性加氫催化劑的設計和構築提供了新思路。
該研究是在廈門大學化學化工學院鄭南峰院士和秦瑞軒副教授的共同指導下，由吳慶遠博士後完成，碩士生鍾圓圓和周璐參與了部分實驗工作。廈門大學化學化工學院劉聖傑工程師和內蒙古大學沈慧教授提供了寶貴建議。嘉庚創新實驗室朱夢思、範浩涵和廈門大學化學化工學院博士生符啟軍在固體核磁和透射電鏡表徵方面提供了幫助。該研究得到國家自然科學基金（92261207、22388102、22202164）、新基石科學基金、中國博士後科學基金（2023M732946）、國家資助博士後研究人員計劃（GZB20230380）、福建省自然科學基金（2023J05006、2024J01413210）和中央高校基本科研業務費（20720230002）等資助。
論文連結：https://pubs.acs.org/doi/10.1021/jacs.4c11726
來源：廈門大學化學化工學院
