1,2,3,4-四氫喹啉及其衍生物是一類重要的精細(xì)化學(xué)品，也是醫(yī)藥、農(nóng)藥、染料及其他化工中間體的重要結(jié)構(gòu)單元。通過(guò)喹啉及其衍生物的選擇性加氫制備1,2,3,4-四氫喹啉是一種反應(yīng)時(shí)間短、節(jié)約能源及相對(duì)環(huán)保的合成方法。目前，喹啉的選擇性加氫反應(yīng)過(guò)程所用的多相催化劑主要依賴于貴金屬，但貴金屬儲(chǔ)量低且價(jià)格昂貴，嚴(yán)重制約了其工業(yè)化應(yīng)用。近期，中國(guó)科學(xué)院固體物理研究所環(huán)境與能源納米材料中心在構(gòu)筑高催化活性、高選擇性以及高穩(wěn)定性的非貴金屬加氫催化劑方面取得重要的進(jìn)展。相關(guān)研究成果發(fā)表在2019年12月6日的《Advanced Materials》上。 

　　該課題組發(fā)現(xiàn)沸石咪唑酯骨架結(jié)構(gòu)材料（ZIF-67）衍生N摻雜碳納米管包裹的Co催化劑同時(shí)含有Co納米顆粒、單原子和團(tuán)簇活性位。在酸洗處理后，大量的單原子和團(tuán)簇位點(diǎn)被碳納米管緊緊的包裹住，導(dǎo)致其喹啉的選擇性加氫性能較差。研究人員通過(guò)液相環(huán)境下激光輻照的方法打破了材料中的碳納米管，進(jìn)而暴露出管壁中的大量單原子和團(tuán)簇活性位，同時(shí)這些破碎的開(kāi)放結(jié)構(gòu)非常利于反應(yīng)物和Co-Nx活性位的直接接觸。在喹啉及其衍生物的選擇性加氫反應(yīng)中，激光輻照處理的催化劑有著接近100%的轉(zhuǎn)化率和選擇性，遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于沒(méi)有激光輻照處理的樣品。 

　　利用北京同步輻射裝置（BSRF）1W1B-XAFS實(shí)驗(yàn)站X射線吸收譜學(xué)關(guān)鍵表征技術(shù)證實(shí)了激光輻照處理后的催化劑具有大量的單原子和團(tuán)簇活性位，傅里葉變換的EXAFS譜確認(rèn)了高分散的Co位點(diǎn)是Co-N配位類型。高分散活性位點(diǎn)配位結(jié)構(gòu)的確定對(duì)于真實(shí)加氫活性位點(diǎn)的認(rèn)知具有重要的作用。 

　　我們利用液相激光輻照的方法來(lái)制備高分散加氫催化劑，構(gòu)筑了具有高催化活性、選擇性以及穩(wěn)定性的非貴金屬催化劑。在這項(xiàng)研究工作中，同步輻射光源為新的加氫活性位的理解提供了重要的幫助。這種液相激光輻照的方法可以為解鎖被其他材料包裹的活性位的催化潛力提供新的、有效的途徑。 

　　發(fā)表文章： 

　　Wanbing Gong, Qinglin Yuan, Chun Chen, Yang Lv, Yue Lin,* Changhao Liang, Guozhong Wang, Haimin Zhang,* and Huijun Zhao*. Liberating N-CNTs Confined Highly Dispersed Co-Nx Sites for Selective Hydrogenation of Quinolines. Adv. Mater. 2019, 1906051.