アセチレンの高効率半水素化のためのCoZnベースの金属-有機フレームワーク内のAu@Ptナノチューブ

Au@Pt Nanotubes within CoZn-Based Metal-Organic Framework for Highly Efficient Semi-hydrogenation of Acetylene.

• Jiajia Wang
• Haitao Xu
• Chengcheng Ao
• Xinbo Pan
• Xikuo Luo
• ShengJie Wei
• Zhi Li
• Lidong Zhang
• Zhen-Liang Xu
• Yadong Li

抄録

工業的に重要な水素化反応において、高い活性と選択性を両立させるためには、相乗効果のある機能性成分を持つナノ触媒を設計することが望ましい。ここでは、アセチレンの半水素化反応のための高効率触媒として、コアシェル型中空 Au@Pt NTs@ZIFs（ZIF はゼオライト型イミダゾレート骨格、NT はナノチューブ）ナノコンポジットを作製した。金ナノロッド上に白金シェルをエピタキシャル成長させた後、金ナノロッドを酸化的にエッチングすることで、中空の金@白金NTを合成した。得られた中空Au@Pt NTは、その場晶析によりZIF内に均一にカプセル化された。バイメタルナノチューブの高い活性と多孔質金属-有機フレームワークのガス富化特性を組み合わせることで、中空Au@Pt NT@ZIF触媒は、アセチレンの半水素化に対して、単金属Auおよび固体バイメタルナノロッド@ZIF触媒と比較して、選択性と活性の両面で優れた触媒性能を示すことが実証された。この触媒設計のアイデアは、高効率なナノコンポジット触媒の開発に役立つと考えられています。

Designing nanocatalysts with synergetic functional component is a desirable strategy to achieve both high activity and selectivity for industrially important hydrogenation reaction. Herein, we fabricated a core-shell hollow Au@Pt NTs@ZIFs (ZIF, zeolitic imidazolate framework; NT, nanotube) nanocomposite as highly efficient catalysts for semi-hydrogenation of acetylene. Hollow Au@Pt NTs were synthesized by epitaxial growth of Pt shell on Au nanorods followed with oxidative etching of Au@Pt nanorod. The obtained hollow Au@Pt NTs were then homogeneously encapsulated within ZIFs through in situ crystallization. By combining the high activity of bimetallic nanotube and gas enrichment property of porous metal-organic frameworks, hollow Au@Pt NT@ZIF catalyst was demonstrated to show superior catalytic performance for the semi-hydrogenation of acetylene, in terms of both selectivity and activity, over those of monometallic Au and solid bimetal nanorod@ZIF counterparts. This catalysts design idea is believed to be inspirable for the development of highly efficient nanocomposite catalysts.

Copyright © 2020 The Authors. Published by Elsevier Inc. All rights reserved.