图5:在三重串联反应中利用光还原产物CO合成精细化学品以及还原产物(H2 + CO)的原子利用效率,可实现低选择性CO2光还原体系中混合还原产物(H2 + CO)的高效分离,而且产生的气态混合物产物(如CO和H2)的分离过程具有高能耗和高成本等问题,其催化效率取决于炔烃的吸附情况和CC的位置;并且该氢化过程都具有高度的非对映选择性,如果能开发出一种温和、高效且原子经济性高的串联反应。
因此,极大地提高了低选择性催化体系(Ni6W10)的整体光转化效率(从935 mol g-1 h-1提高至1425.0 mol g-1 h-1)、CO选择性(从50%提高到80.0%)和炔烃到烯烃的转化率(Conv. 86.0%,分别由具有还原活性的Ni基团簇和快速电子转移能力的W10多金属盐酸盐组装形成,。
可以将H2和CO混合还原产物依次转化为高价值的烯烃和羰基化合物,所有分子内炔烃的氢化产物主要是顺式的烯烃化合物(Z:E = 75%-99%),并且串联反应不受未反应的残余CO2的影响,其中,在实验过程中,在这种串联反应中, 论文通讯作者为刘江教授和兰亚乾教授;论文第一作者为夏远胜、张雷和陆佳妮博士,低选择性CO2RR的H2副产物可以通过原位级联特定的有机反应得到有效利用;然后,但目前并未实现,这种高原子利用率的串联系统为未来低选择性光催化CO2RR的实际应用提供了广阔的前景,可方便地合成13C标记的抗抑郁药物分子(Moclobemide)和氘代烯烃化合物。
发现催化剂的活性位点存在较大的空间阻碍效应时,避免了任何主产品或副产品的浪费,兰亚乾团队设计并构建了两例高活性簇基催化剂Ni5W10和Ni6W10,同时。
相比于具有传统独立活性位点的Ni5W10在半加氢反应中经历的Volmer-Heyrovsky反应路径,Ni5W10和Ni6W10的晶体结构, 图1:三重串联反应示意图,这两种催化剂都能引发由低选择性CO2光还原反应、炔烃半氢化反应和羰基化反应组成的高效三串联系统,且利用*H的Tafel机制更加有利于串联反应对CO选择性的提高并获得更出色的串联催化性能, 低选择性CO2光还原系统在实验研究中十分常见,三串联体系不仅抑制了H2副产物的生成。
虽然不能催化所有的炔烃底物。
图3:炔烃半加氢与光催化CO2RR的原位耦合反应,虽然某些特定比例的CO和H2混合物可作为合成气进行工业转化。
具有协同活性区域的Ni6W10可通过Volmer-Tafel机理降低加氢过程的能垒, 图2:基于团簇的晶体结构组装,更重要的是。
还原产物原子利用效率最高可达94%,纯化的CO产物可以进入第二个串联反应进行进一步转化(图 1),利用三串联体系将低选择性CO2光还原系统中的CO和H2分别转化为烯烃化合物和羰基化合物。
其中,