Pt–Co Single-Atom Alloy toward Furfural Hydrogenation–Rearrangement Tandem Reaction in the Aqueous Phase

糠醛 催化作用 串联 化学 水溶液 合金 Atom(片上系统) 相(物质) 光化学 有机化学 材料科学 计算机科学 嵌入式系统 复合材料
作者
Yuanjing Zhang,Guanyi Zhang,Quandong Hou,Shiquan Zhao,Si Wang,Enze Xu,Lei Wang,Xin Zhang,Feng Li,Yusen Yang,Min Wei
出处
期刊:ACS Catalysis [American Chemical Society]
卷期号:15 (2): 1206-1216 被引量:34
标识
DOI:10.1021/acscatal.4c07190
摘要

Aqueous-phase tandem reactions, as a fundamental aspect of green chemistry, hold a crucial position in the contemporary synthesis of fine chemicals, wherein the advancement of high-performance heterogeneous catalysts remains a formidable challenge. Herein, we report a Pt 1 Co n single-atom alloy (SAA) catalyst in which Pt single atoms are immobilized onto the surface of Co nanoparticles through Pt–Co coordination. The Pt 1 Co n SAA catalyst exhibits a high chemoselectivity for the aqueous-phase hydrogenation–rearrangement reaction of furfural (FAL) to cyclopentanol (CPL) (yield: >93%, considering the carbon loss), with a TOF value of 2257 h –1 (based on Pt). A joint investigation based on reaction dynamics, isotope-label tracing experiments, EPR, and in situ FT-IR verifies a five-step consecutive tandem reaction pathway for the formation of CPL. Notably, during the reaction, the rapid exchange of hydrogen atoms would occur between activated hydrogen species and the water solvent. Furthermore, the water molecule does not serve as a H-donor but is involved in the rearrangement reaction in the side chain of the furan ring. Kinetic studies combined with DFT calculations substantiate that the Pt–Co interface sites effectively lower the energy barrier of the cyclopentanone (CPO) hydrogenation step via facilitating activation adsorption of the carbonyl group, accounting for the largely enhanced catalytic behavior. This study sheds light on the advancement of a highly efficient and stable heterogeneous catalyst for a biomass upgrading reaction in the aqueous phase.
最长约 10秒,即可获得该文献文件

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
王民炎完成签到,获得积分20
刚刚
王燕华完成签到 ,获得积分10
刚刚
莫非完成签到,获得积分10
刚刚
刚刚
1秒前
1秒前
Phil丶发布了新的文献求助10
1秒前
Lighters发布了新的文献求助10
1秒前
朝杨完成签到,获得积分10
1秒前
Chenyy完成签到,获得积分20
2秒前
nina完成签到 ,获得积分10
2秒前
不挤牙膏完成签到,获得积分10
2秒前
2秒前
彭a完成签到,获得积分10
2秒前
June完成签到 ,获得积分10
2秒前
潘越完成签到,获得积分10
2秒前
兔子大王完成签到 ,获得积分10
2秒前
3秒前
完美世界应助qy采纳,获得10
3秒前
LQL发布了新的文献求助10
3秒前
3秒前
上官若男应助Yummy_plums采纳,获得10
4秒前
科尔弥陀发布了新的文献求助20
4秒前
木樨完成签到,获得积分0
4秒前
香蕉善若发布了新的文献求助10
4秒前
田様应助MAZOUR采纳,获得10
4秒前
小杰完成签到,获得积分10
5秒前
科研通AI6.4应助Northsea0237采纳,获得10
5秒前
AAA147258发布了新的文献求助10
5秒前
散逸层梦游应助牧青采纳,获得50
5秒前
虚心的寒梦完成签到,获得积分10
5秒前
卢彦冬发布了新的文献求助10
5秒前
CodeCraft应助Usky采纳,获得10
5秒前
谦虚低调接地气完成签到,获得积分10
5秒前
直率雪曼完成签到,获得积分10
5秒前
陈灵光完成签到,获得积分10
5秒前
5秒前
柠檬u发布了新的文献求助10
5秒前
6秒前
墨迹发布了新的文献求助10
6秒前
高分求助中
(应助此贴封号)【重要!!请各用户(尤其是新用户)详细阅读】【科研通的精品贴汇总】 10000
HYDROLYSE ACIDE DE QUELQUES DIOXASPIROCYCLANES 1314
Essentials of Carbohydrate Chemistry and Biochemistry, 4th Edition 800
Navigating Normative Orders. Interdisciplinary Perspectives 800
1 Peter and Christ's Descent to the Dead in Its Early Christian Reception 700
Organizational Behavior 510
Management and the Arts 510
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 纳米技术 工程类 有机化学 化学工程 生物化学 计算机科学 内科学 物理 复合材料 催化作用 细胞生物学 无机化学 光电子学 物理化学 电极 基因
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 7745075
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 9293132
关于积分的说明 20217979
捐赠科研通 7324555
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3307809
关于科研通互助平台的介绍 2459747
邀请新用户注册赠送积分活动 2318985