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华理团队“点石成金”，实现低碳炔烃的高效选择性加氢 |
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华东理工大学催化反应工程团队教授段学志、特聘研究员曹约强等，将单原子钯（Pd）嵌入镍化镓（NiGa）金属间化合物表面，替换部分客体金属Ga位点以匹配关键物种的吸附构型，实现了低碳炔烃的高效选择性加氢。相关研究成果在线发表于《德国应用明升手机》，并入选“非常重要论文”。
低碳炔烃选择性加氢是基于石脑油和低碳烷烃裂解制备聚合级乙烯和丙烯的关键反应。近年来，研究者一直致力于寻找更低成本和高效率的催化剂，以期替代现有的贵金属Pd基催化剂。Ni基催化剂因其在催化加氢反应中的巨大潜力而引起了学术界和工业界的广泛关注。如何进一步提升Ni催化加氢活性，以匹配现有工业加氢体系的反应温度窗口，是Ni基催化剂研究的现有挑战之一。
研究团队针对具有完全隔离Ni位点的NiGa金属间化合物催化剂，利用双层金属氢氧化物材料（LDHs）的层间阴离子可交换性和结构拓扑转变特性，在NiGa金属间化合物表面嵌入单原子Pd，并证实了Pd是以单原子的形式嵌入至NiGa金属间化合物中原有Ga位点上，形成了具有Pd1Ni2Ga1集团位点的Pd1-NiGa催化剂。
催化反应性能评价结果显示，Pd1-NiGa催化剂在乙烯和丙烯选择性超过96%时，乙炔和丙炔加氢活性均明显高于目前已报道的炔烃加氢催化剂。单原子Pd与邻近Ni位点的协同作用在NiGa金属间化合物上展现出“点石成金”的效果，为进一步设计高性能低碳炔烃加氢催化剂提供了新思路。
单原子Pd位点实现了具有“点石成金”效果的构型匹配。图片来源于《德国应用明升手机》
相关论文信息：http://doi.org/10.1002/anie.202410979
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