近日，江南大學化工學院劉小浩教授團隊在構建P-Rh位對（Site Pair）活性中心高效催化CO2加氫制乙醇的研究工作中取得重要進展，這一研究成果在催化領域權威期刊《Applied Catalysis B: Environment and Energy》上發表。該論文化工學院博士研究生鄭珂為第一作者，劉小浩教授為通訊作者。
隨著人們對全球變暖和可持續發展的日益關注，將溫室氣體二氧化碳通過加氫轉化為高價值燃料和化學品對于實現碳中和與促進循環經濟發展具有重要的現實意義。然而，由于CO2是一種熱力學穩定且化學惰性的反應物分子，反應過程中可形成多種中間體，它們之間定向偶聯形成更高碳數的單一產物極具挑戰。
單原子催化劑（SACs）由于其完全暴露的活性位點和100%原子利用率，在多相催化研究領域中引起研究者極大興趣。金屬有機框架（MOF）及其衍生的碳納米材料具有嚴格的金屬離子和有機配體的周期性分布，通過將其分子孔道作為“籠”來封裝和錨定金屬活性位點，可實現活性金屬的原子級分散。鋅基沸石咪唑酯骨架材料（ZIF-8）是一種經典的MOF材料，具有豐富的孔籠和可控的孔結構，使其有望成為制備單原子催化劑的模板。ZIF-8在惰性氣氛中經高溫焙燒后，可轉化為氮摻雜的多孔碳材料。金屬位點作為反應物活化和中間物種吸附位點，在碳基材料中引入雜原子可影響金屬位點電子性質和其配位環境，雜原子也可參與反應物或中間物種的吸附活化，從而調控催化反應性能。根據文獻調研，到目前為止，尚未有“非金屬-金屬位對活性中心（Nonmetal-Metal Site-Pair Active Sites）”應用于CO2加氫制乙醇的研究報道。
近日，江南大學化工學院劉小浩教授團隊基于MOF材料有利于分散金屬活性位點的優勢，報道了一種新型銠基單原子催化劑。催化劑的合成過程為：將ZIF-8和Rh前驅體混合，利用MOF能夠提供周期性分布空心籠的特點，通過微孔空間限域效應，將三苯基膦（PPh3）原位封裝在ZIF-8的籠中。ZIF-8作為模板和含氮碳源，在惰性氣氛下經高溫熱解后，磷取代原子分散的Rh-N4位點中的N，形成Rh-N3P1位點。通過這一簡單策略，可以精準地調節Rh活性金屬位點的配位結構和電子性質。
上述研究工作得到了國家重點研發計劃項目課題（2023YFB4103201）、國家自然科學基金（22379053, 21878127）和中國博士后科學基金（2022M711358）的資助。
文章鏈接：
https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0926337324000419
中華人民共和國國家發展和改革委員會 中華人民共和國工業和信息化部 中華人民共和國應急管理部 中華人民共和國生態環境部 中華人民共和國科學技術部 中華人民共和國財政部 中華人民共和國商務部 中國石油和化學工業聯合會
江蘇省發展和改革委員會 江蘇省工業和信息化廳 江蘇省財政廳 江蘇省生態環境廳 江蘇省科學技術廳 江蘇省商務廳 江蘇省應急管理廳 江蘇省市場監督管理局 江蘇省統計局
北京市化學工業協會 天津市石油和化工協會 遼寧省石油和化學工業協會 內蒙古石油和化學工業協會 重慶市石油與天然氣學會 河北省石油和化學工業協會 山西省化學工業協會 吉林省能源協會 黑龍江省石化行業協會 浙江省石油和化學工業行業協會 安徽省石油和化學工業協會 福建省石油和化學工業協會 江西省石油和化學工業協會 河南省石油和化學工業協會 湖北省石化行業協會 湖南省石油化學工業協會 廣東省石油和化學工業協會 海南省石油和化學工業行業協會 四川省化工行業協會 貴州省化學工業協會 云南省化工行業協會 陜西省經濟聯合會 甘肅省石化工業協會 青海省化工協會
電話：協會：025-8799064 學會：025-86799482
會員服務部：025-86918841
信息部：025-86910067
傳真：025-83755381
郵箱：jshghyxh@163.com
郵編：210019
地址：南京市夢都大街50號東樓(省科技工作者活動中心)5樓
增值電信業務經營許可證：蘇B2-20110130
備案號：蘇ICP備13033418號-1
