Under icke-oxidationsförhållanden utvecklades in situ bildade aluminiumoxid/kol-gränssnitt som en vagga för generering av tillgängliga aktiva platser. Den kan också ställa in den porösa strukturen hos resulterande kol i mikro- och mesoområdet. Kredit:Chinese Journal of Catalysis
Kolkatalys är en attraktiv metallfri katalytisk transformation, och dess prestanda är väsentligt beroende av antalet tillgängliga aktiva platser. Men på grund av den inneboende stabiliteten hos C-C-kopplingen kan endast begränsade aktiva platser vid kantdefekterna i basalplanet erhållas även efter en hård oxidationsbehandling. För att främja utvecklingen av karbokatalys är det därför mycket önskvärt att förbättra densiteten av de inneboende aktiva platserna för kol ur metodikens perspektiv.
Nyligen utvecklade ett forskarlag under ledning av prof. Gang Liu från Jilin University, Kina en lättillgänglig gränssnittsinteraktionsinducerad metod för att tillverka biomassa-härledda porösa kol (Bio-PC) med avstämbar porositet och ytkemi. I avsaknad av oxidationsbehandling kan koncentrationen av syrehaltiga funktionella grupper och den specifika ytan nå 1,27 mmol·g –1 och 2340 m 2 ·g –1 respektive, som är betydligt högre än kol som framställts med traditionella hårdschablonmetoder.
Denna gränssnittsinteraktionsinducerade metod har två på varandra följande steg och motsvarande funktioner. (1) Al-salter (Al(NO3 )3 •9H2 O) blandades först med biomassaprekursorer (t.ex. stärkelse) och bildade Al-salter/stärkelsegränssnitt. Gränsytans förbränning inducerade bildandet av "mer aromatisk" kolstruktur och aluminiumoxid/kol-gränssnitt. (2) Gränsytan mellan aluminiumoxid och kol fungerade som en vagga av syreinnehållande funktionella grupper, vilket genererade tillgängliga aktiva platser för iminsyntes. Askhalten i det resulterande kolet kunde regleras till så lågt som 0,02 viktprocent. Utbytet av kol beräknat med stärkelseprekursor är cirka 14 %.
Detta aktiva kol visar en signifikant förbättring av katalytisk prestanda i den oxidativa kopplingen av amin till imin, ungefär 22 gånger högre än den hos en välkänd grafitoxidkatalysator. Sådana gränssnittsinteraktionsstrategier är baserade på hållbara kolkällor och kan effektivt ställa in den porösa strukturen hos kol i mikro- och mesoområdena. Denna konceptuella upptäckt erbjuder nya möjligheter för utveckling av högpresterande kolbaserade metallfria katalysatorer. Resultaten publicerades i Chinese Journal of Catalysis . + Utforska vidare
