Retrofitting Zr-Oxo Nodes of UiO-66 by Ru Single Atoms to Boost Methane Hydroxylation with Nearly Total Selectivity

化学 改装 催化作用 选择性 甲烷 羟基化 氢化物 无机化学 有机化学 结构工程 工程类
作者
Geqian Fang,Fenfei Wei,Jian Lin,Yanliang Zhou,Li Sun,Xin Shang,Sen Lin,Xiaodong Wang
出处
期刊:Journal of the American Chemical Society [American Chemical Society]
卷期号:145 (24): 13169-13180 被引量:107
标识
DOI:10.1021/jacs.3c02121
摘要

Direct selective oxidation of methane (DSOM) to high value-added oxygenates under mild conditions is attracting considerable interest. Although state-of-the-art supported metal catalysts can improve methane conversion, it is still challenging to avoid the deep oxidation of oxygenates. Here, we develop a highly efficient metal–organic frameworks (MOFs)-supported single-atom Ru catalyst (Ru 1 /UiO-66) for the DSOM reaction using H 2 O 2 as an oxidant. It endows nearly 100% selectivity and an excellent turnover frequency of 185.4 h –1 for the production of oxygenates. The yield of oxygenates is an order of magnitude higher than that on UiO-66 alone and several times higher than that on supported Ru nanoparticles or other conventional Ru 1 catalysts, which show severe CO 2 formation. Detailed characterizations and density functional theory calculations reveal a synergistic effect between the electron-deficient Ru 1 site and the electron-rich Zr-oxo nodes of UiO-66 on Ru 1 /UiO-66. The Ru 1 site is responsible for the activation of CH 4 via the resulting Ru 1 ═O* species, while the Zr-oxo nodes undertake the formation of oxygenic radical species to produce oxygenates. In particular, the Zr-oxo nodes retrofitted by Ru 1 can prune the excess H 2 O 2 to inactive O 2 more than • OH species, helping to suppress the over-oxidation of oxygenates.
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
刚刚
独立卫生间完成签到,获得积分0
2秒前
daihq3完成签到,获得积分10
2秒前
DengLipan应助科研通管家采纳,获得10
2秒前
2秒前
大模型应助跳跃靖采纳,获得30
2秒前
酷波er应助科研通管家采纳,获得10
2秒前
搜集达人应助姚小姚88采纳,获得10
2秒前
2秒前
ding应助科研通管家采纳,获得10
3秒前
华仔应助科研通管家采纳,获得10
3秒前
3秒前
赘婿应助老流氓采纳,获得10
3秒前
DengLipan应助科研通管家采纳,获得10
3秒前
研友_VZG7GZ应助科研通管家采纳,获得10
3秒前
佰斯特威应助科研通管家采纳,获得10
3秒前
Ava应助科研通管家采纳,获得10
4秒前
科目三应助科研通管家采纳,获得10
4秒前
研友_VZG7GZ应助科研通管家采纳,获得10
4秒前
JanaL应助科研通管家采纳,获得10
4秒前
JamesPei应助科研通管家采纳,获得10
4秒前
思源应助科研通管家采纳,获得10
4秒前
5秒前
星辰大海应助科研通管家采纳,获得10
5秒前
完美世界应助科研通管家采纳,获得10
5秒前
江二毛发布了新的文献求助10
7秒前
Tin完成签到,获得积分10
7秒前
科研通AI2S应助charint采纳,获得10
7秒前
8秒前
刘柑橘完成签到,获得积分10
9秒前
Jude完成签到,获得积分10
10秒前
思源应助吃了就睡采纳,获得10
12秒前
步美发布了新的文献求助10
13秒前
13秒前
13秒前
14秒前
15秒前
16秒前
charint完成签到,获得积分0
16秒前
铭铭子发布了新的文献求助10
17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
Reducing Compassion Fatigue, Secondary Traumatic Stress and Burnout 600
China Pluperfect I: Epistemology of Past and Outside in Chinese Art 520
Matrix Methods in Data Mining and Pattern Recognition Second Edition 510
Mammalian Synthetic Biology 500
Auslegungsgeschichte 500
Cosmos as Art Object: Studies in Plato's Timaeus and Other Dialogues 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 7638224
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 9211551
关于积分的说明 19759122
捐赠科研通 7205251
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3275822
关于科研通互助平台的介绍 2437416
邀请新用户注册赠送积分活动 2273004