Embedding Single Pd Atoms on NiGa Intermetallic Surfaces for Efficient and Selective Alkyne Semi‐hydrogenation

炔烃 金属间化合物 催化作用 烯烃 选择性 吸附 材料科学 离解(化学) 组合化学 化学 化学工程 物理化学 冶金 有机化学 工程类 合金
作者
Xiaohu Ge,Yanjun Jing,Nina Fei,Kelin Yan,Yijing Liang,Yueqiang Cao,Jing Zhang,Gang Qian,Lina Li,Hao Jiang,Xinggui Zhou,Weikang Yuan,Xuezhi Duan
出处
期刊:Angewandte Chemie [Wiley]
标识
DOI:10.1002/anie.202410979
摘要

Catalytic removal of alkynes is essential in industry for producing polymer-grade alkenes from steam cracking processes. Non-noble Ni-based catalysts hold promise as effective alternatives to industrial Pd-based catalysts but suffer from low activity. Here we report embedding of single-atom Pd onto the NiGa intermetallic surface with replacing Ga atoms via a well-defined synthesis strategy to design Pd1-NiGa catalyst for alkyne semi-hydrogenation. The fabricated Pd1Ni2Ga1 ensemble sites deliver remarkably higher specific mass activity under superb alkene selectivity of >96% than the state-of-the-art catalysts under industry-relevant conditions. Integrated experimental and computational studies reveal that the single-atom Pd located synergizes with the neighbouring Ni sites to facilitate the σ-adsorption of alkyne and dissociation of hydrogen while suppress the alkene adsorption. Such synergistic effects confer the single-atom Pd on the NiGa intermetallic with a Midas touch for alkyne semi-hydrogenation, providing an effective strategy for stimulating low active Ni-based catalysts for other selective hydrogenations in industry.
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