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Nat. Commun.：廈大熊海峰、黃小青與福大林森等合作層狀鈀氧化物高效催化過氧化氫直接合成
來源：廈門大學 2022-11-03
導讀：?近日，廈門大學熊海峰教授、黃小青教授與福州大學林森教授等合作，在過氧化氫直接合成的研究中取得重要進展：開發(fā)出高性能層狀PdO催化劑用于H2O2的直接合成。相關(guān)成果以“Layered Pd oxide on PdSn nanowires for boosting direct H2O2 synthesis”為題在線發(fā)表于Nat. Commun. 2022, 13, 6072。
過氧化氫（H2O2）是一種綠色且不可或缺的氧化劑，被廣泛用于多個領(lǐng)域。目前，工業(yè)上生成H2O2的主要方法為蒽醌法，存在工藝復雜等缺點。直接由氫氣與氧氣合成H2O2因原子效率高、制備方便、不產(chǎn)生污染物等優(yōu)點受到關(guān)注，但該方法一直受限于催化劑的性能不佳。鑒于此，熊海峰教授和黃小青教授團隊合作，在鈀錫（PdSn）納米線合金材料表面修飾鈀氧化物層，所制備得到的合金催化劑表現(xiàn)出優(yōu)異的H2O2直接合成性能。通過兩步法構(gòu)建表面富鈀修飾的PdSn納米線合金，并采用快速退火法輔助，控制納米線合金表面氧化物層的厚度，最終得到表面具有鈀氧化合物層的PdSn納米線合金催化劑（PdL/PdSn-NW）。實驗結(jié)果表明，該催化劑上H2O2的合成速率和選擇性分別高達528?mol/kgcat/h和95.3%，優(yōu)于文獻已報道的眾多催化劑。原位表征實驗和理論計算進一步揭示，鈀氧化物層表面雙配位鈀位點的存在以及催化劑對O2、H2和H2O2吸附能力的差異是其具有優(yōu)異催化性能的原因。該工作由熊海峰教授和黃小青教授共同指導完成。廈門大學博士后李洪超為論文第一作者，博士后杜聰聰、張應(yīng)，碩士生趙嘉飛共同參與該工作。陳明樹、張洪良、傅鋼、鄭燕萍等老師對該工作的順利開展給予了幫助。該項工作是繼課題組前期報道“PdO筏”催化氧化甲烷工作（Nat. Catal. 2021, 4, 830-839）之后，關(guān)于PdO層狀結(jié)構(gòu)具有特殊熱催化性能的新發(fā)現(xiàn)。研究工作得到國家高層次青年人才項目、國家自然科學基金（22072118、21973013）、廈門大學固體表面物理化學國家重點實驗室和醇醚酯化工清潔生產(chǎn)國家工程實驗室的資助。參考資料：https://chem.xmu.edu.cn/info/1274/16604.htm
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