Ultralow-loading single-atom cobalt on graphitic carbon nitrogen with robust Co-N pairs for aerobic cyclohexane oxidation

环己烷 催化作用 吸附 化学 离解(化学) 选择性 光化学 密度泛函理论 无机化学 物理化学 有机化学 计算化学
作者
Enxian Yuan,Meixia Zhou,Guojun Shi,Panming Jian,Xu Hou
出处
期刊:Nano Research [Springer Nature]
卷期号:15 (10): 8791-8803 被引量:26
标识
DOI:10.1007/s12274-022-4556-3
摘要

Selectively aerobic oxidation of cyclohexane using the homogeneous catalysts is an industrially important process, suffering from the difficult catalyst separation, low conversion and selectivity. Herein, a series of single-atom Co catalysts, possessing the ultralow Co loading of below 1.0 wt.‰, supported on mesoporous graphitic carbon nitrogen (Co/g-C3N4-w) were prepared by a simple adsorption method and applied into the cyclohexane oxidation. Characterization results demonstrate that the confinement effect of the voids in g-C3N4 facilitates the formation of the single-atom Co, which is stabilized by bonding with the pyridinic nitrogen of g-C3N4 and accompanied by the electron transfer from Co to g-C3N4. The catalytic performance presents an increasing trend with the increment of the Co loading, and the superior value with the conversion of 23.8% and selectivity of 95.6% is obtained over Co/g-C3N4-0.9. Kinetic study, density functional theory (DFT) calculations, and characterizations reveal that the decreased activation energy of cyclohexane oxidation over Co/g-C3N4-w can be attributed to the favorable dissociation activation of O2 molecules and decomposition of cyclohexylhydroperoxide (CHHP) intermediate on the coordination unsaturated single-atom Co as well as the enhanced adsorption of cyclohexane on the electron-rich g-C3N4 surface, boosting the cyclohexane oxidation following the surface catalytic mechanism. Distinctively, robust Co-N structures and hydrophobic nature of g-C3N4 contribute to the high stability of Co/g-C3N4-0.9 for cyclohexane oxidation.
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
更新
大幅提高文件上传限制,最高150M (2024-4-1)

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
flb123完成签到,获得积分10
刚刚
笨笨的念桃完成签到,获得积分10
刚刚
wp0715完成签到,获得积分10
1秒前
1秒前
2秒前
2秒前
科研通AI2S应助淡淡冰淇淋采纳,获得10
2秒前
顾矜应助淡淡冰淇淋采纳,获得10
2秒前
2秒前
格子完成签到,获得积分10
2秒前
沐阳d发布了新的文献求助10
3秒前
annie发布了新的文献求助10
3秒前
4秒前
4秒前
4秒前
yty完成签到,获得积分10
4秒前
5秒前
5秒前
6秒前
6秒前
多情捕发布了新的文献求助20
6秒前
YOOO发布了新的文献求助20
6秒前
小王发布了新的文献求助10
7秒前
应樱发布了新的文献求助10
7秒前
liutaotao发布了新的文献求助10
8秒前
周斌发布了新的文献求助10
8秒前
慕容千亦发布了新的文献求助10
8秒前
9秒前
xiaogang127完成签到 ,获得积分10
9秒前
超级的甜瓜完成签到,获得积分10
9秒前
凹凸蔓发布了新的文献求助10
9秒前
9秒前
Singularity应助远方采纳,获得10
9秒前
9秒前
9秒前
annie完成签到,获得积分10
9秒前
善学以致用应助金木研采纳,获得10
9秒前
10秒前
10秒前
11秒前
高分求助中
Evolution 10000
Sustainability in Tides Chemistry 2800
юрские динозавры восточного забайкалья 800
English Wealden Fossils 700
Mantiden: Faszinierende Lauerjäger Faszinierende Lauerjäger 600
A new species of Coccus (Homoptera: Coccoidea) from Malawi 500
A new species of Velataspis (Hemiptera Coccoidea Diaspididae) from tea in Assam 500
热门求助领域 (近24小时)
化学 医学 生物 材料科学 工程类 有机化学 生物化学 物理 内科学 纳米技术 计算机科学 化学工程 复合材料 基因 遗传学 催化作用 物理化学 免疫学 量子力学 细胞生物学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 3156450
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 2807921
关于积分的说明 7875266
捐赠科研通 2466226
什么是DOI,文献DOI怎么找? 1312727
科研通“疑难数据库(出版商)”最低求助积分说明 630255
版权声明 601919