Metal–Organic Frameworks Encaged Ru Single Atoms for Rapid Acetylene Harvest and Activation in Hydrochlorination

乙炔 催化作用 吸附 材料科学 金属有机骨架 氯乙烯 选择性 光化学 无机化学 物理化学 化学 有机化学 聚合物 共聚物 复合材料
作者
Yurui Fan,Zhisong Liu,Songyuan Sun,Wenjun Huang,Lei Ma,Zan Qu,Naiqiang Yan,Haomiao Xu
出处
期刊:ACS Applied Materials & Interfaces [American Chemical Society]
卷期号:15 (20): 24701-24712 被引量:12
标识
DOI:10.1021/acsami.3c01983
摘要

Ruthenium (Ru)-based catalysts have been candidates in hydrochlorination for vinyl chloride monomer (VCM) production, yet they are limited by efficient acetylene (C2H2) utilization. The strong adsorption performance of HCl can deactivate Ru active sites which resulted in weak C2H2 adsorption and slow activation kinetics. Herein, we designed a channel that employed metal-organic framework (MOF)-encaged Ru single atoms to achieve rapid adsorption and activation of C2H2. Low-Ru (∼0.5 wt %) single-atom catalysts (named Ru-NC@MIL) were assembled by hydrogen-bonding nanotraps (the H-C≡C-Hδ+···Oδ- interactions between C2H2 and carboxylate groups/furan rings). Results confirmed that C2H2 could easily enter the encapsulation channels in an optimal mode perpendicular to the channel with a potential energy of 42.3 kJ/mol. The harvested C2H2 molecules can be quickly passed to Ru-N4 active sites for activation by stretching the length of carbon-carbon triple bonds (C≡C) to 1.212 Å. Such a strategy guaranteed >99% C2H2 conversion efficiency and >99% VCM selectivity. Moreover, a stable long-term (>150 h) catalysis with high efficiency (∼0.85 kgvcm/h/kgcat.) and a low deactivation constant (0.001 h-1) was also achieved. This work provides an innovative strategy for precise C2H2 adsorption and activation and guidance for designing multi-functional Ru-based catalysts.

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
更新
PDF的下载单位、IP信息已删除 (2025-6-4)

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
Sunny完成签到,获得积分10
3秒前
CipherSage应助科研通管家采纳,获得10
8秒前
积极从蕾应助科研通管家采纳,获得10
8秒前
张凡完成签到 ,获得积分10
14秒前
zxdw完成签到,获得积分10
16秒前
千玺的小粉丝儿完成签到,获得积分10
38秒前
Young完成签到 ,获得积分10
40秒前
xiaonanzi1完成签到 ,获得积分10
44秒前
光亮若翠完成签到,获得积分10
48秒前
gmc完成签到 ,获得积分0
51秒前
1分钟前
YiXianCoA完成签到 ,获得积分10
1分钟前
RJ发布了新的文献求助10
1分钟前
可乐完成签到,获得积分20
1分钟前
忧心的太英完成签到 ,获得积分20
1分钟前
mzhang2完成签到 ,获得积分10
1分钟前
AmyHu完成签到,获得积分10
1分钟前
慕青应助科研通管家采纳,获得10
2分钟前
积极从蕾应助科研通管家采纳,获得10
2分钟前
积极从蕾应助科研通管家采纳,获得10
2分钟前
积极从蕾应助科研通管家采纳,获得10
2分钟前
2分钟前
科研通AI2S应助科研通管家采纳,获得10
2分钟前
2分钟前
CHEN完成签到 ,获得积分10
2分钟前
沫荔完成签到 ,获得积分10
2分钟前
mark33442完成签到,获得积分10
2分钟前
风趣的冬卉完成签到 ,获得积分10
2分钟前
manmanzhong完成签到 ,获得积分10
2分钟前
生物科研小白完成签到 ,获得积分10
2分钟前
Brooks完成签到,获得积分10
2分钟前
奋斗雅香完成签到 ,获得积分10
2分钟前
一二发布了新的文献求助10
2分钟前
guo关闭了guo文献求助
2分钟前
含糊的海亦发布了新的文献求助200
2分钟前
宝贝完成签到 ,获得积分10
2分钟前
lingling完成签到 ,获得积分10
3分钟前
Guai乖完成签到,获得积分10
3分钟前
77完成签到,获得积分10
3分钟前
CY完成签到,获得积分10
3分钟前
高分求助中
(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
Clinical Microbiology Procedures Handbook, Multi-Volume, 5th Edition 临床微生物学程序手册,多卷,第5版 2000
人脑智能与人工智能 1000
King Tyrant 720
Silicon in Organic, Organometallic, and Polymer Chemistry 500
Principles of Plasma Discharges and Materials Processing, 3rd Edition 400
El poder y la palabra: prensa y poder político en las dictaduras : el régimen de Franco ante la prensa y el periodismo 400
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 生物 医学 工程类 计算机科学 有机化学 物理 生物化学 纳米技术 复合材料 内科学 化学工程 人工智能 催化作用 遗传学 数学 基因 量子力学 物理化学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 5603449
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 4688446
关于积分的说明 14853674
捐赠科研通 4691852
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2540721
邀请新用户注册赠送积分活动 1507039
关于科研通互助平台的介绍 1471698