Electron-Deficient Nickel Sites Provoked by the Adjacent Praseodymium Oxide Enable High-Performance Biomass Derivative Hydrogenation

催化作用 路易斯酸 协同催化 化学 乙酰丙酸 氧化物 无机化学 吸附 煅烧 金属 纳米棒 产量(工程) 氧化镍 活动站点 非阻塞I/O 衍生工具(金融) 化学工程 氧化铈 多相催化 过渡金属 纳米颗粒 营业额 氧气 组合化学 生物量(生态学) 选择性
作者
Yaowei Lu,Botao Fan,Runze Zhang,Wanjin Xue,Shipeng Wu,Qinghu Tang,Feng Qiu,Wenhao Fang
出处
期刊:ACS Catalysis [American Chemical Society]
卷期号:15 (24): 20635-20648
标识
DOI:10.1021/acscatal.5c06389
摘要

Upgrading the renewable bioplatform molecules to high-value compounds has garnered significant attention. The synergistic effect among various metal components often enhances the catalytic performance of a composite catalyst. However, the ingenious integration of multifunctional sites into a single catalyst remains a critical challenge. Herein, this work developed a simply prepared nickel-inserted praseodymium oxide (Pr6O11) magnetic catalyst that realized the selective conversion of levulinic acid (LA) to γ-valerolactone (GVL) using low temperature and H2 pressure. By tailoring the electron-deficient Ni species within the Nix–PrOy (0.5 ≤ x ≤ 2) catalysts, more highly dispersed active Ni0 sites became exposed on the surface, accompanied by a substantial enrichment of oxygen vacancies (Vö) and Lewis acidic sites. The optimal Ni1–PrOy catalyst with multifunctional site integration achieved a 100% yield of GVL at 110 °C under 1 MPa of H2 after 4 h. Notably, it also delivered an intrinsic turnover frequency of 241.1 h–1 under milder conditions, remarkably outperforming typical Ni-based catalysts reported to date. The enhanced intrinsic activity of Ni1–PrOy stemmed from the synergistic catalysis among the active Ni0 sites, defective Vö sites, and Lewis acidic sites, provoked by the adjacent Pr6O11. Specifically, Vö defects and Ni0 sites promoted the adsorption and activation of LA and H2 molecules, while Lewis acidic sites facilitated the conversion of 4-hydroxypentanoic acid (i.e., the reaction intermediate) to the desired GVL. In addition, the Ni1–PrOy catalyst enabled a facile regeneration via magnetic separation and showed satisfactory reusability.
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
bkagyin应助smile采纳,获得10
刚刚
lu发布了新的文献求助10
刚刚
2秒前
evans完成签到,获得积分10
2秒前
陈海明发布了新的文献求助10
3秒前
simon发布了新的文献求助10
3秒前
山楂片完成签到,获得积分10
3秒前
周慧民完成签到,获得积分10
4秒前
星辰大海应助ddsas采纳,获得10
4秒前
5秒前
超级发布了新的文献求助10
5秒前
5秒前
Grace完成签到 ,获得积分10
6秒前
XIAOJIANG发布了新的文献求助10
6秒前
6秒前
杨严鸿发布了新的文献求助10
7秒前
CodeCraft应助Cherry采纳,获得10
8秒前
Samuel应助果子荆采纳,获得20
9秒前
9秒前
所所应助Tina采纳,获得10
10秒前
秀丽隐虫发布了新的文献求助10
10秒前
leon发布了新的文献求助10
11秒前
Joif发布了新的文献求助10
12秒前
美好短靴完成签到,获得积分10
13秒前
XIAOJIANG完成签到,获得积分10
15秒前
Criminology34举报迟雨烟暮求助涉嫌违规
15秒前
ddsas发布了新的文献求助10
16秒前
16秒前
16秒前
cdercder应助尹秀兵采纳,获得10
18秒前
19秒前
kiku发布了新的文献求助10
20秒前
21秒前
21秒前
远山发布了新的文献求助10
23秒前
曾文慧完成签到 ,获得积分10
23秒前
25秒前
科目三应助科研通管家采纳,获得10
25秒前
在水一方应助科研通管家采纳,获得10
25秒前
qizhixu发布了新的文献求助10
25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
48V Low-voltage Power Distribution Network (PDN) Architecture Industry Report, 2024 800
Fundamentals of Pharmaceutical and Biologics Regulations: A Global Perspective, Second Edition 700
Matrix Methods in Data Mining and Pattern Recognition Second Edition 610
适配Micro-LED色转换的高兼容性量子点负性光刻胶制备与工艺研究 500
Direct and Iterative Linear System Solvers 500
Vander's Renal Physiology第10版 500
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 7309524
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 8926611
关于积分的说明 18919099
捐赠科研通 6971680
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3212974
关于科研通互助平台的介绍 2381426
邀请新用户注册赠送积分活动 2190842