亲爱的研友该休息了!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,伴您度过漫漫科研夜!身体可是革命的本钱,早点休息,好梦!

Synergetic Ni–Ce Active Sites in Mixed Cerium/Zirconium Metal–Organic Framework Nodes for Selective Methane Oxidation into Ethanol

甲烷 金属有机骨架 催化作用 乙醇 无机化学 金属 化学 材料科学 有机化学 吸附
作者
Wahida Begum,Manav Chauhan,Rahul Kalita,Poorvi Gupta,Naved Akhtar,Neha Antil,Rajashree Newar,Kuntal Manna
出处
期刊:ACS Catalysis [American Chemical Society]
卷期号:14 (14): 10427-10436 被引量:18
标识
DOI:10.1021/acscatal.4c02883
摘要

The direct oxidation of methane into ethanol with high productivity under mild conditions is a grand challenge. We report the development of mixed cerium/zirconium metal–organic framework (MOF) nodes-supported mononuclear nickel(II)-hydroxyl species [Cex/Zry–UiO–Ni(OH)] as efficient heterogeneous catalysts for direct transformation of methane into ethanol. The Ni2+ ion in Cex/Zry–UiO–Ni(OH) MOFs coordinates with a μ4–O–, one hydroxy group, and two neutral carboxylate oxygens, which are directly bonded to the Ce4+ ion at the mixed metal-oxo nodes. The spectroscopic and control experiments and theoretical calculations reveal that the precise composition of the mixed-metal node, the isolation of mono Ni-hydroxyl species at the node, and the cooperative Ni–Ce active sites confined within the porous UiO-MOFs promote the facile C–H activation of methane at 80 °C, leading to the formation of •CH3 radicals and subsequent C–C coupling within the pores to produce ethanol in an extraordinarily high yield of 6521 mmol gNi–1 with >93% selectivity, outperforming most of the current reports. Our mechanistic investigation suggests that the direct methane oxidation into ethanol proceeds via a dual catalytic cycle, in which the doping of Ce4+ ion within MOF's node and the proximity between Ce4+ and Ni2+ ions lead to the reversible Ce–Ocarboxylate bond dissociation and Ni–(μ2–OH)–Ce bond formation, which is the key for efficient formation of •CH3 radical in the turnover limiting step. This work highlights the importance of mixed metal-MOFs in designing well-defined heterobimetallic-supported catalysts for the valorization of methane and light alkanes via cooperative catalysis.
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
文献搬运工完成签到 ,获得积分0
刚刚
1461644768发布了新的文献求助10
1秒前
1461644768完成签到,获得积分10
7秒前
TongKY完成签到 ,获得积分10
9秒前
CodeCraft应助桃子e采纳,获得10
15秒前
20秒前
李剑鸿完成签到,获得积分10
24秒前
nnnty发布了新的文献求助10
27秒前
英姑应助科研通管家采纳,获得10
31秒前
轻松大王应助科研通管家采纳,获得10
31秒前
科研通AI2S应助科研通管家采纳,获得10
31秒前
英姑应助科研通管家采纳,获得10
31秒前
轻松大王应助科研通管家采纳,获得10
32秒前
科研通AI2S应助科研通管家采纳,获得10
32秒前
Joeswith完成签到,获得积分10
41秒前
香蕉觅云应助oasis采纳,获得10
48秒前
51秒前
54秒前
俊逸沛菡发布了新的文献求助10
1分钟前
1分钟前
SciGPT应助Jin采纳,获得80
1分钟前
sunny完成签到,获得积分10
1分钟前
1分钟前
烤鱼不裹面包完成签到 ,获得积分10
1分钟前
归尘发布了新的文献求助30
1分钟前
1分钟前
JamesPei应助快乐的冰淇淋采纳,获得10
1分钟前
violet发布了新的文献求助10
1分钟前
清爽的如波应助andrele采纳,获得10
1分钟前
王越发布了新的文献求助10
1分钟前
烟花应助桃子e采纳,获得10
1分钟前
1分钟前
oasis发布了新的文献求助10
1分钟前
1分钟前
今后应助桃子e采纳,获得10
1分钟前
淡然绝山发布了新的文献求助10
2分钟前
Tree_QD完成签到 ,获得积分10
2分钟前
科研通AI6.1应助桃子e采纳,获得10
2分钟前
Lisheng000应助淡然绝山采纳,获得10
2分钟前
2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
Encyclopedia of Quaternary Science Reference Third edition 6000
Encyclopedia of Forensic and Legal Medicine Third Edition 5000
Introduction to strong mixing conditions volume 1-3 5000
Aerospace Engineering Education During the First Century of Flight 3000
Electron Energy Loss Spectroscopy 1500
Tip-in balloon grenadoplasty for uncrossable chronic total occlusions 1000
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 5788402
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 5707227
关于积分的说明 15473503
捐赠科研通 4916475
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2646376
邀请新用户注册赠送积分活动 1594035
关于科研通互助平台的介绍 1548473