通过调变碳纳米管大π体系与含氧官能团的共轭作用以改变碳纳米管的催化性能(英文)

编号：NMJS03464

篇名：通过调变碳纳米管大π体系与含氧官能团的共轭作用以改变碳纳米管的催化性能(英文)

作者：杜钰珏； 李振华； 范康年；

关键词：碳纳米管催化剂； 丙烷； 氧化脱氢反应； 密度泛函计算； 共轭效应；

机构： 复旦大学化学系,上海市分子催化与功能材料重点实验室；

摘要： 选取碳纳米管(CNT)催化剂催化丙烷氧化脱氢作为模型反应,通过系统研究CNT上多种活性氧位的微观结构,以及对其电子结构的表征,发现通过调控CNT大π体系与含氧官能团之间的共轭效应可以改变CNT的催化活性.CNT体系充当一个电子存储器,通过活性位与CNT的离域效应向活性位提供或夺取电子改变反应活性.对于丙烷氧化脱氢,当电子从CNT流向官能团时,第一步CH断键活性提高,但反应过程中生成的中间体过于稳定将导致CNT催化剂活性位被占据,从而抑制第二步CH活化生成丙烯.反之,当电子从官能团流向CNT时,第一步CH断键活性较低,生成的中间体较不稳定,较易生成丙烯.因此,可以通过调控CNT与官能团之间的电子共轭效应来平衡两步CH键的活化.这些结果有助于从微观尺度上理解CNT催化剂活性的来源,并为制备高活性CNT催化剂提供理论指导.