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Particle-Size-Dependent Electronic Metal–Support Interaction in Pd/TiO2 Catalysts for Selective Hydrogenation of 3-Nitrostyrene

选择性 催化作用 金属 纳米颗粒 材料科学 粒径 吸附 金属颗粒 粒子(生态学) 化学工程 光化学 化学 纳米技术 物理化学 有机化学 工程类 海洋学 地质学
作者
Jiarui Zhao,Junhong Fu,Jian Wang,Kaixin Tang,Qi Liu,Jiahui Huang
出处
期刊:Journal of Physical Chemistry C [American Chemical Society]
卷期号:126 (36): 15167-15174 被引量:7
标识
DOI:10.1021/acs.jpcc.2c03945
摘要

The Pd/TiO2 catalysts with varying Pd nanoparticle sizes are used to study the control of selectivity toward the hydrogenation of 3-nitrostyrene (3-NS). Our results show the selectivities of 3-vinylanilline (3-VA) rise by decreasing the particle size, while the selectivity of 3-ethylnitrobenzene (3-EN) is the opposite. However, over the Pd/SiO2 catalysts, 3-EN moieties are the dominant product regardless of their differences in particle size. We find that the electronic interactions between Pd NPs and the TiO2 support rise by decreasing particle size, as a result, creating more admetals on the Pd NPs in contact with TiO2, which favorably adsorb the nitro group of 3-NS, thus resulting in enhanced selectivity of 3-VA. However, the classical strong metal–support interactions (SMSI) induced by reduction at elevated temperatures play no significant role in the controlling of selectivities of 3-VA and 3-EN. The SiO2-supported Pd NPs without electronic metal–support interactions (EMSIs) prefer the reduction of the vinyl group of 3-NS. This work underlines the importance of EMSI governing the selectivity for hydrogenation of unsaturated nitroarene reactions.
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