Electron-Rich Ruthenium Single-Atom Alloy for Aqueous Levulinic Acid Hydrogenation

乙酰丙酸 催化作用 水溶液 化学 Atom(片上系统) X射线光电子能谱 离解(化学) 材料科学 结晶学 电子衍射 物理化学 化学工程 衍射 有机化学 嵌入式系统 工程类 物理 光学 计算机科学
作者
Shuai Shao,Ying Yang,Keju Sun,Songtao Yang,Ang Li,Feng Yang,Xinruo Luo,Shijie Hao,Yangchuan Ke
出处
期刊:ACS Catalysis [American Chemical Society]
卷期号:11 (19): 12146-12158 被引量:84
标识
DOI:10.1021/acscatal.1c03004
摘要

Modulation of the electronic structure of metal-based catalysts proves to be useful for optimizing the catalytic activity. However, precise modulation of the electronic structure at the atomic scale remains challenging, because of the invariant electronic structure of single atoms and the difficulty in achieving the size limit for tailored alloy particles. Herein, we report a RuCo single-atom alloy (SAA) catalyst with precisely tailored electron-rich Ru atoms confined into the Co lattice, skillfully fabricated by pyrolysis of Ru-containing ZIF-67 with a tuned Ru feed content. The structure of RuCo SAAs is well investigated by various characterization techniques, including aberration-corrected scanning transmission electron microscopy, high-energy X-ray diffraction, X-ray photoelectron spectroscopy, and X-ray absorption fine structure. It is found that the RuCo SAAs with more electron-rich Ru atoms are more active toward aqueous levulinic acid (LA) hydrogenation to γ-valerolactone, delivering an extremely large turnover frequency value of 3500 h–1, 27 fold higher than that over the state-of-art 5 wt % Ru/C catalyst and much higher than those over electron-deficient Ru single atoms and Ru-containing alloyed particles. Combined experimental investigation and computational modeling reveal that the remarkable activity originates from the intrinsic RuCo SAA active site in which the electron-rich Ru single-atom boosts C═O/H2 adsorption and H2 dissociation to H atoms and especially facilitates the γ-C of LA hydrogenation, which is the rate-determining step for LA hydrogenation. This study will shed light on the precise tailoring of the electronic structure at the atomic scale and also provides insight into the development of SAA catalysts for biomass conversion.
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
更新
PDF的下载单位、IP信息已删除 (2025-6-4)

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
AAA保卫科彭师傅完成签到,获得积分10
2秒前
量子星尘发布了新的文献求助150
3秒前
领导范儿应助uh采纳,获得10
3秒前
星辰大海应助楠枫采纳,获得10
3秒前
3秒前
InOwl完成签到 ,获得积分10
3秒前
3秒前
俏皮麦片完成签到,获得积分10
4秒前
小二郎应助dm采纳,获得10
4秒前
4秒前
6秒前
颖颖完成签到,获得积分10
6秒前
GYF应助nothing采纳,获得10
7秒前
laber应助guozizi采纳,获得50
10秒前
liuxian发布了新的文献求助50
10秒前
想自由发布了新的文献求助10
10秒前
贝儿发布了新的文献求助10
11秒前
11秒前
cy发布了新的文献求助10
11秒前
科研通AI6应助幽默服饰采纳,获得10
12秒前
12秒前
乐乐应助dm采纳,获得10
12秒前
把饭拼好给你完成签到 ,获得积分10
13秒前
13秒前
慕青应助优秀的服饰采纳,获得10
13秒前
美好斓应助手抓饼啊采纳,获得100
15秒前
uh发布了新的文献求助10
15秒前
17秒前
想自由完成签到,获得积分10
17秒前
17秒前
研友_VZG7GZ应助过儿采纳,获得10
17秒前
17秒前
遇上就这样吧应助LaTeXer采纳,获得200
17秒前
77完成签到,获得积分10
18秒前
19秒前
小蘑菇应助贝儿采纳,获得10
20秒前
20秒前
20秒前
21秒前
洋洋发布了新的文献求助10
22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
Zur lokalen Geoidbestimmung aus terrestrischen Messungen vertikaler Schweregradienten 1000
Hidden Generalizations Phonological Opacity in Optimality Theory 500
translating meaning 500
Storie e culture della televisione 500
Selected research on camelid physiology and nutrition 500
《2023南京市住宿行业发展报告》 500
热门求助领域 (近24小时)
化学 医学 生物 材料科学 工程类 有机化学 内科学 生物化学 物理 计算机科学 纳米技术 遗传学 基因 复合材料 化学工程 物理化学 病理 催化作用 免疫学 量子力学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 4896943
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 4178352
关于积分的说明 12970820
捐赠科研通 3941800
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2162361
邀请新用户注册赠送积分活动 1180909
关于科研通互助平台的介绍 1086499