离子液体具有成本低、环境友好、杂原子丰富、溶解性好、与金属离子良好的配位能力等优点，是一种理想的用于制备金属单原子催化剂的前驱体材料。近日，中科院化学所宋卫国研究员等人在SCIENCE CHINA Materials发表研究论文，利用离子液体与金属的强配位能力，以g-C3N4纳米片为结构模板，合成了多种锚定在氮掺杂超薄碳纳米片上的金属单原子催化剂(分别简写为Cu1/NC、Fe1/NC、Co1/NC、Ni1/NC和Pd1/NC)。
图1 离子液体辅助合成金属单原子催化剂的示意图。
将上述金属单原子催化剂用于双氧水氧化苯制苯酚反应中，1000°C煅烧得到的铜单原子催化剂(Cu1/NC-1000)表现出最高的活性，60°C时反应1 h的转换频率(TOF)约为200 h−1，优于文献报道的大多数金属单原子催化剂。随着反应时间延长，最终苯的转化率可达82%，苯酚的选择性维持在96%。此外，Cu1/NC-1000催化剂具有良好的循环稳定性。
图2 金属单原子催化剂用于双氧水氧化苯制苯酚反应的性能。
本研究为制备单原子催化剂提供了一种新的有效的普适性策略。
文章信息
Shen, Q., Li, P., Chen, W. et al. Ionic-liquid-assisted synthesis of metal single-atom catalysts for benzene oxidation to phenol. Sci. China Mater. (2021). https://doi.org/10.1007/s40843-021-1734-
来源： 中国科学材料
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