日本一道本高清一区二区-色妞熟女午夜福利在线视频-欧美成人情激情免费看-老司机午夜精品免费视频

在催化科學(xué)領(lǐng)域，單原子催化劑因獨特的催化潛力而備受關(guān)注。但是，單原子催化劑的本征質(zhì)量活性受限，制約其實際應(yīng)用。中國科學(xué)院青島生物能源與過程研究所與蘭州化學(xué)物理研究所合作，基于少原子團簇催化劑精準可控的結(jié)構(gòu)與金屬聚集效應(yīng)等優(yōu)勢，通過原子級活性位點的設(shè)計與多原子協(xié)同作用的調(diào)控，構(gòu)建出氮化碳負載銅原子簇催化劑（Cu3/CN）。這一催化劑在苯選擇氧化制苯酚反應(yīng)中展現(xiàn)出優(yōu)異的催化性能。研究結(jié)合原位/非原位表面分析，明確銅位點吸附氧物種（Cu=O*）在C-H鍵活化中的作用。密度泛函理論計算發(fā)現(xiàn)，相較于孤立的Cu1位點，Cu3原子簇的d帶中心位置更高，且與H2O2分子間存在更強的電荷轉(zhuǎn)移作用。這種電荷轉(zhuǎn)移效應(yīng)促使H2O2分子中O-O鍵拉伸，促進Cu=O*活性物種形成。更重要的是，Cu3位點中的Cu=O*在費米能級附近呈現(xiàn)O 2p軌道與Cu 3d軌道雜化特征，賦予其優(yōu)異的苯分子活化能力。進一步，理論計算顯示，Cu3原子簇特有的組裝效應(yīng)是實現(xiàn)高性能催化的關(guān)鍵所在。研究建立的構(gòu)效關(guān)系闡釋了原子簇結(jié)構(gòu)優(yōu)化催化功能的微觀機制，為精準設(shè)計高性能氧化催化劑提供了理論依據(jù)。研究探討了Cu3原子團簇催化劑在苯選擇氧化制苯酚反應(yīng)中的聚集效應(yīng)：在優(yōu)化條件下，Cu3/CN催化劑的苯轉(zhuǎn)化率為76.2%，苯酚選擇性為96.1%，優(yōu)于已有成果。研究揭示了活性位點原子核數(shù)對反應(yīng)速率的影響：隨著Cu原子數(shù)目增加，反應(yīng)速度控制步驟由H2O2的活化轉(zhuǎn)變?yōu)镃-H參與的O插入，體現(xiàn)出活性位點結(jié)構(gòu)對催化性能的重要影響。研究通過構(gòu)筑Cu3團簇改善電荷轉(zhuǎn)移：Cu3團簇的構(gòu)建提高了Cu位點的d帶中心，加速其與吸附H2O2之間的電荷轉(zhuǎn)移，利于Cu=O*關(guān)鍵氧化物種形成。同時，Cu=O*中的O* 2p軌道和Cu的3d軌道在費米能級附近明顯雜化，利于C6H6O *中間體形成。上述研究確立了催化活性位點結(jié)構(gòu)與催化性能之間的關(guān)聯(lián)，揭示了原子簇結(jié)構(gòu)在優(yōu)化催化性能方面所發(fā)揮的關(guān)鍵作用，為亞納米尺度非貴金屬催化劑的設(shè)計提供了基礎(chǔ)見解，并針對碳氫化合物氧化反應(yīng)的高效催化劑設(shè)計建立了通用的合成范例。相關(guān)研究成果發(fā)表在《美國化學(xué)會志》（JACS）上。研究工作得到國家自然科學(xué)基金等的支持。論文鏈接Cu3團簇優(yōu)化H2O2活化促進苯選擇氧化制苯酚