image: 铜离子与石墨炔单体 (HEB)之间络合形成铜炔配合物，在单体偶联过程中，铜离子被还原同时被石墨炔锚定。 view more
Credit: ©《中国科学》杂志社
对于单原子催化剂，载体不仅为单原子提供锚点起到稳定的作用，而且还可以调节金属原子的电子结构，进行影响其催化性能。然而，制备具有均一明确配位结构的单原子催化剂仍然是一大重要挑战，对于阐明结构和性质之间的关系至关重要。近日，《国家科学评论》杂志在线发表了中科院化学研究所曹昌燕、何峰等人关于石墨炔基单原子催化剂的研究成果。利用石墨炔载体双炔键与金属原子间强d-π相互作用，在非常温和的条件下合成了具有均一Cu1-(sp)C4配位结构的铜单原子催化剂（Cu1/GDY）。此外，石墨炔载体炔键强吸电子能力，使得Cu1/GDY中铜单原子电子结构与传统氮配位铜单原子电子结构有着显著不同，更有效的活化该双氧水形成Cu=O活性中心用于催化苯氧化制苯酚。室温下，该催化剂的转换频率 (TOF) 约为251 h-1，在60℃下TOF约为1889 h-1，显著高于所报道的催化剂活性。同时在高转化率（86%）下仍然具有高的苯酚选择性 (96%)，这是由于Cu1/GDY具有疏水表面，有利于苯的吸附和苯酚的解吸。该研究为制备具有均一结构的单原子催化剂提供了一种有效的合成路径，而且为苯氧化制备苯酚提供了一种高效的催化剂。
研究详情请见原文：
Uniform Single Atomic Cu1-C4 Sites Anchored in Graphdiyne for Hydroxylation of Benzene to Phenol
https://doi.org/10.1093/nsr/nwac018
Journal
National Science Review