MOF中氨基对Pt离子的锚定作用带来高分散性和高活性
贵金属催化剂由于其优异的性能一直被广泛研究。近年来,如何使催化剂中贵金属的利用率最大化,使其达到超细分散(甚至原子级分散),引起了越来越多的关注。然而,随着贵金属颗粒尺寸的减小,其急剧增加的表面自由能将使高度分散的贵金属小颗粒或团簇的能量和活性迅速升高,从而导致团聚,并在一定程度上降低其催化活性。因此,如何有效制备和稳定超细贵金属纳米颗粒仍然面临着挑战。
济南大学智能材料与工程研究院蒋绪川教授课题组与化学化工学院陈国柱教授课题组合作,在氨基修饰的Ce-MOF中引入Pt离子,在热分解后得到超细分散的Pt/CeO2催化剂并用于催化CO氧化。研究发现,Ce-MOF中氨基的存在对MOF骨架上高分散Pt物种的形成起着至关重要的作用。由于氨基与Pt离子的配位作用,引入的Pt呈高度分散状态被锚定在Ce-MOF中,在煅烧后得到的Pt/CeO2中Pt物种仍能保持超细分散且颗粒尺寸小于1.5 nm。同时,在Ce-MOF向CeO2转化的过程中,锚定的Pt物种有利于Ce-Pt位点的形成。这使所制备的催化剂具有丰富的表面过氧化物种,从而促进低温下CO的氧化。这种利用MOF中的基团来锚定贵金属的策略为高分散性、高活性贵金属/CeO2催化剂的制备提供了一种新的思路。相关工作“Highly dispersed Pt species anchored onto NH2-Ce-MOFs and their derived mesoporous catalysts for CO oxidation”作为封面文章发表在Nanoscale(DOI: 10.1039/d0nr05626j)上。
文章一作为博士研究生郭泽艺,蒋绪川教授、陈国柱教授为共同通讯作者。