直接法合成過氧化氫的高選擇性催化劑

相比於傳統的含氯和強酸氧化劑，過氧化氫（H2O2，俗稱雙氧水）是一種對環境友好的綠色氧化劑，其在現代化學、醫藥、印染等工業領域有著越來越廣泛的應用和巨大的需求量。目前工業制H2O2主要通過2-乙基蒽醌法來實現，然而，其連續多步的氧化還原工序存在著高成本，高耗能以及「三廢」排放的問題。

最為理想的H2O2合成方法則是，在負載型鈀基催化劑的作用下，通過氫氣（H2）和氧氣（O2）直接合成H2O2，其不僅原子利用率高、耗能低，而且副產物只生成水(H2O)。目前，該方法存在的主要問題就是，傳統的鈀基催化劑對於生成目標產物H2O2的選擇性較低。有鑒於此，來自於蘇州大學的黃小青教授研究團隊，最近開發出了一種新型的以鈀為核-氧化鎳為殼的鈀基催化劑，該催化劑在直接合成H2O2的催化反應中展現了很高的選擇性以及活性。相關研究論文「Surface Engineering in the Interface of Core/Shell Nanoparticles Promotes Hydrogen Peroxide Generation」發表在了《國家科學評論》(National Science Review)。

作者以具有鈀核-鎳殼結構的納米顆粒作為初始材料，通過簡單的氧化處理，巧妙地實現了鎳殼到多孔氧化鎳殼的轉變，同時還能實現對核殼界面氧化程度的精細控制。實驗結果及理論計算都表明，形成的多孔氧化鎳殼層不僅提供了H2和O2接觸鈀催化活性位點的反應通道，而且其對鈀核表面的修飾作用能明顯減弱鈀與中間體(O-O)*的強烈鍵合，這對於抑制H2O的生成有著極為重要的作用。通過對催化反應條件的優化，該催化劑最終能實現91%的高選擇性（如圖所示）。同時，該催化劑循環催化六次後，活性和穩定性依然保持在較高水平，表明該催化劑同時具有良好的穩定性。（來源：科學網）

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