SCMs|hcp晶相的Ni纳米颗粒对不同官能团的通用催化加氢活性

催化加氢是生产高附加值燃料和精细化学品的重要工业途径，但需要高效的催化剂，尤其是廉价的非贵金属催化剂。迄今为止，大多数高性能催化加氢催化剂都是由贵金属材料制成，并且这些催化剂都只能用于催化一种或几种特定的反应。

近日，格里菲斯大学赵惠军教授、昆士兰科技大学杜爱军教授和中国科学技术大学龚万兵副教授等人在SCIENCE CHINA Materials发表研究论文，例证了一种晶相工程方法，其能赋予Ni纳米颗粒(NPs)卓越的、广谱的内在催化加氢活性。这种负载于碳载体上含有hcp晶相的Ni NPs催化剂通过直接碳化热解Ni咪唑MOF前驱体获得。

在纯水中，含hcp相的Ni NPs对硝基、醛、酮、烯烃和N杂环化合物表现出前所未有的加氢催化活性，优于类似物fcc-Ni和目前报道的其他过渡金属催化剂。

图1 (a)反应温度(2 h，1 MPa H₂，H₂O)，(b) H₂压力(40°C，2 h，H₂O)，(c)反应时间(40°C，1 MPa H₂，H₂O)和(d)溶剂(40°C，1 MPa H₂，2 h)对hcp/fcc-Ni催化加氢反应的影响。

密度泛函理论计算表明，hcp-Ni通过增强底物吸附强度和降低速率决定步骤的反应势垒能共同来提高内在催化氢化活性。

预计这项工作中揭示的晶相工程设计方法将适用于其他类型的反应。

文章信息

Lv, Y., Mao, X., Gong, W. et al. hcp-phased Ni nanoparticles with generic catalytic hydrogenation activities toward different functional groups. Sci. China Mater. (2021). https://doi.org/10.1007/s40843-021-1860-x

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