液相激光辐照释放高分散加氢活性位

　　1,2,3,4-四氢喹啉及其衍生物是一类重要的精细化学品，也是医药、农药、染料及其他化工中间体的重要结构单元。通过喹啉及其衍生物的选择性加氢制备1,2,3,4-四氢喹啉是一种反应时间短、节约能源及相对环保的合成方法。目前，喹啉的选择性加氢反应过程所用的多相催化剂主要依赖于贵金属，但贵金属储量低且价格昂贵，严重制约了其工业化应用。近期，中国科学院固体物理研究所环境与能源纳米材料中心在构筑高催化活性、高选择性以及高稳定性的非贵金属加氢催化剂方面取得重要的进展。相关研究成果发表在2019年12月6日的《Advanced Materials》上。 

　　该课题组发现沸石咪唑酯骨架结构材料（ZIF-67）衍生N掺杂碳纳米管包裹的Co催化剂同时含有Co纳米颗粒、单原子和团簇活性位。在酸洗处理后，大量的单原子和团簇位点被碳纳米管紧紧的包裹住，导致其喹啉的选择性加氢性能较差。研究人员通过液相环境下激光辐照的方法打破了材料中的碳纳米管，进而暴露出管壁中的大量单原子和团簇活性位，同时这些破碎的开放结构非常利于反应物和Co-Nx活性位的直接接触。在喹啉及其衍生物的选择性加氢反应中，激光辐照处理的催化剂有着接近100%的转化率和选择性，远远高于没有激光辐照处理的样品。 

　　利用北京同步辐射装置（BSRF）1W1B-XAFS实验站X射线吸收谱学关键表征技术证实了激光辐照处理后的催化剂具有大量的单原子和团簇活性位，傅里叶变换的EXAFS谱确认了高分散的Co位点是Co-N配位类型。高分散活性位点配位结构的确定对于真实加氢活性位点的认知具有重要的作用。 

　　我们利用液相激光辐照的方法来制备高分散加氢催化剂，构筑了具有高催化活性、选择性以及稳定性的非贵金属催化剂。在这项研究工作中，同步辐射光源为新的加氢活性位的理解提供了重要的帮助。这种液相激光辐照的方法可以为解锁被其他材料包裹的活性位的催化潜力提供新的、有效的途径。 

　　发表文章： 

　　Wanbing Gong, Qinglin Yuan, Chun Chen, Yang Lv, Yue Lin,* Changhao Liang, Guozhong Wang, Haimin Zhang,* and Huijun Zhao*. Liberating N-CNTs Confined Highly Dispersed Co-Nx Sites for Selective Hydrogenation of Quinolines. Adv. Mater. 2019, 1906051.