Dynamic Confinement Approach for High Metal Loading Single- Atom Catalysts based on Covalent Organic Frameworks

催化作用 材料科学 金属 共价键 浸出(土壤学) 卤化物 化学工程 金属有机骨架 盐(化学) Atom(片上系统) 纳米技术 混合材料 化学稳定性 分子动力学 多相催化 无机化学 纳米颗粒 溴化物 化学物理 熔盐
作者
Kyung Seob Song,Murad Najafov,José Manuel González-Acosta,Andrea Ruiz Ferrando,Stephan Pollitt,Patrick W. Fritz,Timur Ashirov,Krzysztof Piech,Felipe Gándara,Maarten Nachtegaal,Nuria Lopez,Ali Coşkun
出处
期刊:CERN European Organization for Nuclear Research - Zenodo [European Organization for Nuclear Research]
标识
DOI:10.5281/zenodo.18090940
摘要

Single-atom catalysts (SACs) offer stable, well-defined active sites by anchoring individual metal atoms on stable organic or inorganic supports, though achieving high metal loadings without clustering or leaching remains a major challenge. Here, we report a synthetic strategy for developing ultra-high metal loading SACs based on palladium polyphthalocyanine covalent organic frameworks (COFs) synthesized via a mixed metal ionothermal approach, which involves the cyclization of tetracyanobenzene and tetracyanopyrazine as precursors in the molten salt mixtures of PdCl2/ZnCl2 or PdCl2/ZnCl2/NaCl. This approach effectively combines the formation of crystalline polymeric hosts with metal impregnation in a single step, yielding COFs with atomically distributed Pd ions and metal contents of up to 22.2 wt%. Theoretical simulations reveal that the crystalline framework dynamically confines Pd atoms between different binding sites within the pores, which has a barrier of only 0.1 eV, corresponding to an approximate frequency of 1012 events per second, preventing dimerization and ensuring long-term catalyst stability. The synthesized catalysts were evaluated under continuous flow conditions, exhibiting stable performance with yields as high as 90% and maintaining stability over a 24-hour time-on-stream under low-conversion conditions. These results establish a new benchmark for SACs and underscore the importance of dynamic confinement approach in achieving high metal loadings on crystalline organic supports.
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
嘻嘻嘻发布了新的文献求助10
刚刚
长情问安发布了新的文献求助10
1秒前
2秒前
tamo发布了新的文献求助10
2秒前
天地一沙鸥发布了新的文献求助200
4秒前
隐形的谷槐完成签到 ,获得积分10
5秒前
EMP发布了新的文献求助10
6秒前
7秒前
帅666完成签到,获得积分10
7秒前
欧阳完成签到,获得积分10
7秒前
molihuakai应助monster采纳,获得10
7秒前
8秒前
10秒前
李大爷的科研完成签到,获得积分10
10秒前
11秒前
再见完成签到 ,获得积分10
12秒前
爆米花应助小兰采纳,获得10
12秒前
Jackpu发布了新的文献求助10
15秒前
16秒前
17秒前
18秒前
19秒前
白开水完成签到,获得积分10
19秒前
充电宝应助沉静的如南采纳,获得10
20秒前
Jun完成签到 ,获得积分10
21秒前
wwww应助Umar采纳,获得10
21秒前
22秒前
小吴发布了新的文献求助10
23秒前
Mark0001发布了新的文献求助10
24秒前
顾矜应助亚历山大采纳,获得10
25秒前
25秒前
LW发布了新的文献求助10
25秒前
拓扑超导相变完成签到 ,获得积分10
25秒前
26秒前
27秒前
007完成签到,获得积分10
27秒前
小兰发布了新的文献求助10
29秒前
123456qqqq发布了新的文献求助30
30秒前
林宥嘉发布了新的文献求助10
31秒前
落寒发布了新的文献求助10
32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
Autoparametric Resonance in Mechanical Systems 1000
Effects of Two Weeks of Red Light Therapy on Choroidal Thickness and Axial Length in Young Adults 700
Cosmos as Art Object: Studies in Plato's Timaeus and Other Dialogues 600
Management and the Arts 510
Matrix Methods in Data Mining and Pattern Recognition Second Edition 510
Common Foundations of American and East Asian Modernisation: From Alexander Hamilton to Junichero Koizumi 400
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 7669840
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 9237765
关于积分的说明 19889644
捐赠科研通 7239166
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3284452
关于科研通互助平台的介绍 2443118
邀请新用户注册赠送积分活动 2286326