赋予非贵
金属通常具有贵
金属的高催化活性是替代贵
金属的核心但具有挑战性的目标。为此,我们利用氮的配位效应,制备了氮掺杂石墨化碳稳定的
钴纳米晶(Co NCs/NC)。所获得的Co NC/NC催化剂在极其温和的条件下对N-杂环的氧化脱氢及其逆加氢过程表现出非凡的性能。即使在室温(25℃)下,氧化脱氢也能实现近乎定量的转化,这归因于氮的配位效应:Co-N的相互作用在Co表面诱导部分正电荷,从而促进反应。相比之下,由于缺乏氮,由原始碳支撑的
钴纳米晶体(Co NCs/C)被证明对于氧化脱氢没有活性。此外,在Co NCs/NC中,N掺杂的石墨化碳形成了Co NCs的保护层,保留了Co物种的活性价态并防止催化剂浸出。结果发现,催化剂经过5次再生循环后仍保持优异的催化活性;相比之下,其对应的
氧化钴 (CoO x /NC) 几乎没有活性。至于其机制,电子顺磁共振(EPR)分析揭示了脱氢过程中超
氧阴离子自由基的