清晨好,您是今天最早来到科研通的研友!由于当前在线用户较少,发布求助请尽量完整地填写文献信息,科研通机器人24小时在线,伴您科研之路漫漫前行!

Designing Efficient Single-Atom Alloy Catalysts for Selective C═O Hydrogenation: A First-Principles, Active Learning and Microkinetic Study

巴豆醛 催化作用 选择性 密度泛函理论 材料科学 还原消去 Atom(片上系统) 光化学 计算化学 组合化学 纳米技术 化学工程 化学 有机化学 嵌入式系统 工程类 计算机科学
作者
Haisong Feng,Meng Zhang,Zhen Ge,Yuan Deng,Pengxin Pu,Wenyu Zhou,Hao Yuan,Jing Yang,Feng Li,Xin Zhang,Yong‐Wei Zhang
出处
期刊:ACS Applied Materials & Interfaces [American Chemical Society]
卷期号:15 (48): 55903-55915 被引量:15
标识
DOI:10.1021/acsami.3c15108
摘要

Selective hydrogenation of α,β-unsaturated aldehydes into unsaturated alcohols is a process in high demand in organic synthesis, pharmaceuticals, and food production. This process requires the precise hydrogenation of C═O bonds, a challenge that requires a tailored catalyst. Single-atom alloys (SAAs), where individual atoms of one metal are distributed in a host metal matrix, offer a potential solution to this challenge. Nevertheless, identifying the appropriate SAA capable of targeted adsorption and the efficient activation of C═O bonds remains a substantial hurdle. In this work, we synergistically combine density functional theory (DFT) calculations, active learning, and microkinetic simulations to design SAAs for the efficient and selective hydrogenation of α,β-unsaturated aldehydes. We first comprehensively assessed the potential of 66 SAAs across 264 surfaces (including (100), (110), (111), and (320) crystal planes), to gauge their potential in activating C═C and C═O bonds. Our assessment unveiled the excellent selectivity of the Ti1Au SAA in activating C═O bonds. Moreover, our detailed DFT calculations further demonstrated the high catalytic activity of Ti1Au(320) and Ti1Au(111) surfaces with a low activation energy barrier of only 0.60 eV. Subsequently, we conducted microkinetic simulations on the selective hydrogenation process of crotonaldehyde, by selecting Ti1Au (320) and (111) surfaces as the catalysts and demonstrated that they exhibited a remarkable selectivity and nearly 100% conversion toward crotyl alcohol in the temperature range from 373 to 553 K. The present study not only reveals novel SAAs for targeted hydrogenation of α,β-unsaturated aldehydes but also establishes a promising path toward efficient design of selective hydrogenation catalysts more broadly.
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
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
番茄黄瓜芝士片完成签到 ,获得积分10
刚刚
浪浪完成签到 ,获得积分10
4秒前
蝎子莱莱xth完成签到,获得积分10
8秒前
氢锂钠钾铷铯钫完成签到,获得积分10
11秒前
Square完成签到,获得积分10
16秒前
woxinyouyou完成签到,获得积分0
1分钟前
丰富的亦寒完成签到,获得积分10
1分钟前
1分钟前
Hqing完成签到 ,获得积分10
2分钟前
2分钟前
一指墨发布了新的文献求助10
2分钟前
JamesPei应助科研通管家采纳,获得10
2分钟前
luo完成签到,获得积分10
2分钟前
楚科研完成签到 ,获得积分10
2分钟前
卓初露完成签到 ,获得积分0
3分钟前
as完成签到 ,获得积分10
3分钟前
喜悦的唇彩完成签到,获得积分10
3分钟前
羞涩的傲菡完成签到,获得积分10
3分钟前
3分钟前
蓝意完成签到,获得积分0
4分钟前
迷茫的一代完成签到,获得积分10
4分钟前
哈哈哈完成签到,获得积分10
4分钟前
默默无闻完成签到 ,获得积分10
4分钟前
assiance发布了新的文献求助10
4分钟前
lily完成签到 ,获得积分10
4分钟前
成就的香菇完成签到,获得积分10
5分钟前
噫吁嚱完成签到 ,获得积分10
5分钟前
螺丝炒钉子完成签到,获得积分10
5分钟前
5分钟前
老戎完成签到 ,获得积分10
6分钟前
6分钟前
6分钟前
androabo发布了新的文献求助30
6分钟前
智者雨人完成签到 ,获得积分10
6分钟前
6分钟前
标致初曼完成签到,获得积分10
6分钟前
钟山完成签到,获得积分10
6分钟前
6分钟前
Nina完成签到 ,获得积分10
6分钟前
少年与梦发布了新的文献求助10
7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
Developing Genetic Editing Tools for Lysobacter 2000
卤化钙钛矿人工突触的研究 2000
Моделирование процессов самоорганизации в кристаллообразующих системах 1000
History of U.S. Space Surveillance and Satellite Cataloging 1000
Malcolm Fraser : a biography 700
Handbook of Optical Systems,Volume 6:Advanced Physical Optics 666
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 纳米技术 工程类 有机化学 化学工程 生物化学 计算机科学 物理 内科学 复合材料 催化作用 物理化学 光电子学 电极 细胞生物学 基因 无机化学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 6515520
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 8308657
关于积分的说明 17757249
捐赠科研通 5617543
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2925076
邀请新用户注册赠送积分活动 1902049
关于科研通互助平台的介绍 1763427