山西
分級(jí)孔（尤其是中孔）的構(gòu)建通常會(huì)形成大量具有高曲率的界面，而界面曲率對(duì)內(nèi)在反應(yīng)活性的影響卻尚未得到充分研究?；诖?，華南理工大學(xué)李映偉教授和房瑞琪副教授（共同通訊作者）等人報(bào)道了通過先進(jìn)的三維（3D）重構(gòu)技術(shù)，在所合成的中孔催化劑（Cu/Ni-MNC-Tx，MNC=中孔氮摻雜碳）中識(shí)別出大量高曲率的界面。進(jìn)一步證實(shí)，高曲率界面能促使附著金屬位點(diǎn)的d軌道能級(jí)發(fā)生非簡(jiǎn)并分裂。
測(cè)試發(fā)現(xiàn)，Cu/Ni-MNC-T60在糠醛加氫反應(yīng)中表現(xiàn)出顯著降低的表觀活化能（從 102.7 kJ/mol降至52.8 kJ/mol），并顯著提高內(nèi)在活性（降低60%的能量障礙）。密度泛函理論（DFT）計(jì)算表明，Cu/Ni-MNC-T60的豐富高曲率界面實(shí)現(xiàn)了糠醛在銅位點(diǎn)的平行吸附，且還促進(jìn)了在Ni位點(diǎn)的H2分解。此外，在決定反應(yīng)速率的步驟中，關(guān)鍵的*fur-CH2OH中間體的C-OH鍵不僅在靠近氧端表現(xiàn)出電子富集能力的減弱，而且其鍵長(zhǎng)也變長(zhǎng)，表明C-OH鍵得到有效的活化，加氫能壘也相應(yīng)降低。這種促進(jìn)機(jī)制的應(yīng)用可行性還通過Cu/Ni-MNC-T60對(duì)多種醛類物質(zhì)表現(xiàn)出的顯著加氫性能得到了進(jìn)一步驗(yàn)證。
High-Curvature Interfaces Induce Nondegenerate Splitting of d-Orbital Energy Levels for Enhanced Catalytic Activity. J. Am. Chem. Soc.,2025, https://doi.org/10.1021/jacs.5c04321.
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