ChemSusChem:碳基纳米催化剂催化可再生平台分子转化为各种燃料和化学品的研究工作及最新进展

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中国科学技术大学张颖课题组在ChemSusChem期刊发文综述了近年来碳基纳米催化剂的研究进展,着重介绍了碳基纳米催化剂在可再生平台分子升级中的催化性能调节方法,强调了碳基纳米催化剂的结构-性能关系,并探讨了决定碳基催化剂性能的关键因素。

为了实现碳中和可持续发展,利用替代资源生产可再生燃料和化学品已迫在眉睫。催化生物质能源平台分子向可再生生物燃料和化学品的增值转化受到越来越多的关注。在各种先进的催化剂中,碳基纳米催化剂因其在增值转化能源平台分子方面表现出突出的性能脱颖而出。由于优异的化学和机械可靠性,可调节的高比表面积、孔隙率和表面性质,使碳基材料成为重要的催化剂或催化剂载体。碳基纳米催化剂性能具有独特的可调性,例如通过调节金属和碳载体之间的强相互作用可以微调活性金属中心的固有电子性质;通过杂原子掺杂或构建双金属体系等改变反应物的润湿性/相容性、底物的可及性、体系的氧化还原性和酸碱性。有关调节碳基纳米催化剂的结构和相应的催化机理的研究正越来越受到重视。


中国科学技术大学张颖课题组在ChemSusChem期刊发表了最新综述文章,对近年来碳基纳米催化剂催化可再生平台分子转化为各种燃料和化学品的研究工作及最新进展进行了总结,从三个方面阐述了先进的碳基纳米催化剂:杂原子锚定、双金属协同和碳包覆金属。重点总结了相应的催化性能调节方法和构效关系,归纳了不同调节方式及其作用机理,如N、S、B、P杂原子掺杂,双金属电荷转移及金属载体相互作用,介绍了碳包覆金属的合成方法和性能调节方式,探讨了决定碳基纳米催化剂性能的关键因素。基于碳基纳米催化剂在可再生平台分子转化方面取得的一些进展,文章给出相关催化反应活性位点理性构建的建议,并对催化剂合成和相关机理的进一步研究做出了展望,这将对研究人员设计更高效的碳基多功能催化剂有所助力。

文信息

{attr}3158{/attr} carbon-based nanocatalysts and their applications in catalytic conversion of renewable platform molecules.

Zemin Chen, Xiang Zeng, Shenyu Wang, Aohua Cheng, Prof. Ying Zhang

文章共同第一作者为陈泽民和曾翔


ChemSusChem

DOI: 10.1002/cssc.202200411


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