Understanding the Density-Dependent Activity of Cu Single-Atom Catalyst in the Benzene Hydroxylation Reaction

催化作用 羟基化 化学 Atom(片上系统) 激进的 吸附 金属 结晶学 苯酚 光化学 密度泛函理论 计算化学 物理化学 有机化学 嵌入式系统 计算机科学
作者
Hongqiang Jin,Peixin Cui,Changyan Cao,Xiaohu Yu,Runqing Zhao,Ding Ma,Weiguo Song
出处
期刊:ACS Catalysis [American Chemical Society]
卷期号:13 (2): 1316-1325 被引量:85
标识
DOI:10.1021/acscatal.2c05363
摘要

Regulating the density of metal single atoms and exploring the interaction among them are showing great potential to further raise the performance of single-atom catalysts (SACs). Herein, we produce a series of Cu SACs with densities ranging from 0.1 to 2.4 atoms/nm2 and find that the catalytic activity is proportional to Cu single-atom density in the benzene hydroxylation reaction. Mechanistic studies reveal that the interactions among neighboring single-atom moieties in ultra-high-density Cu SAC alter the electronic structures of Cu single atoms, resulting in stronger •OH adsorption, which is beneficial for the benzene hydroxylation reaction by suppressing the O2 formation side reaction. The adsorption energy of hydroxyl radicals is further proposed and verified as a key descriptor to explain the reaction differences of Cu SACs with various densities. As a result, the ultra-high-density Cu SAC of 2.4 atoms/nm2 (21.3 wt %) exhibits maximum mass specific activity and H2O2 utilization efficiency, which are both significantly higher than the reported results in the literature and solved the key challenges of SACs in the benzene hydroxylation reaction. This study sheds light on how the SAC density affects active sites and offers a practical catalyst for phenol production by the H2O2 route.
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
Ljl2026完成签到 ,获得积分10
刚刚
1秒前
Wlgd发布了新的文献求助10
1秒前
jerry发布了新的文献求助10
1秒前
虚幻采枫发布了新的文献求助10
2秒前
lcj1014发布了新的文献求助10
2秒前
标致无心发布了新的文献求助50
2秒前
yyyyy发布了新的文献求助30
3秒前
lll完成签到,获得积分10
3秒前
没头脑还特搞笑完成签到,获得积分20
3秒前
3秒前
3秒前
六七九发布了新的文献求助10
4秒前
atlantis发布了新的文献求助10
4秒前
4秒前
寒冷完成签到,获得积分10
6秒前
12138给12138的求助进行了留言
6秒前
完美落雁完成签到,获得积分10
6秒前
saberynn完成签到,获得积分10
6秒前
雪白浩轩发布了新的文献求助10
6秒前
8秒前
8秒前
轻松寒凡完成签到,获得积分20
9秒前
mmmc完成签到,获得积分10
9秒前
9秒前
Wlgd完成签到,获得积分20
10秒前
10秒前
sagitar应助拟闲采纳,获得50
10秒前
zho应助片尾曲采纳,获得10
11秒前
科研通AI6.2应助chaoyi采纳,获得10
12秒前
37.2℃发布了新的文献求助10
13秒前
14秒前
chenchen发布了新的文献求助10
14秒前
杨易持发布了新的文献求助10
15秒前
烟酒生完成签到,获得积分10
15秒前
15秒前
hulala完成签到,获得积分10
17秒前
无花果应助chuanxue采纳,获得10
17秒前
桐桐应助HEL采纳,获得10
17秒前
Lucas应助铁光采纳,获得10
18秒前
高分求助中
Principles of Economics, 11th Edition 10000
University Physics with Modern Physics, 16th edition 10000
(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
Arthritis and Related Conditions, An Issue of Orthopedic Clinics 1000
Development of a Bridge Weigh-In-Motion System: A technology to convert the bridge response to the passage of traffic into data on vehicle configurations, speeds, times of travel and weights 1000
ズームレンズの光学設計に関する研究 800
Fundamentals of Pharmaceutical and Biologics Regulations: A Global Perspective, Second Edition 700
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 7287705
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 8907418
关于积分的说明 18851370
捐赠科研通 6956456
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3208678
关于科研通互助平台的介绍 2378546
邀请新用户注册赠送积分活动 2184319