台州学院李嵘嵘团队本科生一作： 新方法制备 Ru@C 高效稳定催化 4-氯硝基苯
研究背景
4-氯苯胺 (4-CAN) 在化工和工业生产中发挥着重要作用。传统的工业中是通过Bechamp还原 (Fe/HCl) 氯硝基苯 (CNBs) 生产的。但该反应产生大量有害废物和严重的环境危害，限制了其实际应用。
CNBs 选择性加氢因其对环境影响小，从环境和工业的角度来看，是一种具有吸引力和发展前景的环保替代方法。
然而，C-Cl 键加氢的弱点难以完全避免，阻碍了 CANs 收率的提高。许多研究人员通过设计贵金属和非贵金属负载型催化剂来实现对 CANs 的高选择性。Pt、Au、Pd 和 Ni 在 CNBs 加氢制 CANs 中表现出了优异的性能。
但其反应条件苛刻、相对活性低或难以限制脱卤，极大地限制了其在工业上的广泛应用。因此，设计和合成高性能、低成本的 CNBs 选择性加氢催化剂仍然是非常必要的。
金属有机框架 (MOFs) 是近年来以多功能配体为支柱，金属离子为节点构建的一种新型晶体材料，作为第二碳前体或模板出现，金属纳米颗粒可以通过纳米约束效应有效地固定在孔隙中。
此外，MOFs 的热解具有形态均匀、循环寿命突出、比表面积大、孔径可调等优点。因此，MOFs 常被应用于催化、储存、气体吸附分离等领域。目前，MOFs 及其热解后获得的衍生物也广泛应用于加氢，如硝基加氢制氨基。
论文详情
台州学院李嵘嵘团队提出了一种通过调节钌和锌比例，一锅法煅烧钌功能化锌基 MOFs 材料制备了钌含量较低的多孔碳催化剂 (Ru@C) 的新策略。
该制备方法不仅简单，而且能均匀分散在多孔碳中并同时形成钌纳米粒子 （Ru NPs）。由于其特殊的金属结构和多孔结构，所制备的 Ru@C 催化剂对 4-CNB 催化加氢具有优异的活性、选择性和稳定性。根据实验与理论相结合的方法，Ru NPs 的电子结构以及 4-CNB 和 4-CAN 的吸附能可以调节 Ru@C 催化剂在 4-CNB 催化加氢中的性能。从实际应用的角度来看，本研究为选择性加氢反应的催化剂体系提供了广阔的应用前景。
4-CNB 和 4-CAN 在 (a) Ru64 (b) Ru63 (c) Ru62 和 (d) Ru61 上的吸附能。浅蓝色代表 Ru，白色代表氢，浅绿色代表氯，红色代表氧，灰色代表碳，蓝色代表氮。
该成果以“Well-fabricated Ru@C material derived from Ru/Zn-MOF derived with high activity and stability in hydrogenated of 4-chloronitrobenzene”(《由 Ru/Zn-MOF 制备的 Ru@C 材料，在 4-氯硝基苯的氢化中具有高活性和稳定性》) 的论文发表在国际权威物理化学期刊Physical Chemistry Chemical Physics上。
论文信息
Well-fabricated Ru@C material derived from Ru/Zn-MOF derived with high activity and stability in hydrogenated of 4-chloronitrobenzene
Zijian Wang, Jiaxin Zhang, Lele Yan, Bo Zhao, Lin Zheng, Haoran Guo, Yuxue Yue, De-Man Han, Xianlang Chen* (陈先朗，台州学院) and Rongrong Li* (李嵘嵘，台州学院)
Phys. Chem. Chem. Phys., 2023,25, 8556-8563http://doi.org/10.1039/D2CP05986J
作者简介
王梓鉴本科生
台州学院
本文第一作者，台州学院化学工程与工艺 2020 级本科生。主要从事纳米材料及其热催化研究。
陈先朗讲师
台州学院医药化工学院
本文通讯作者，台州学院医药化工学院讲师，博士毕业于浙江工业大学。主要从事纳米材料制备以及其热催化和电催化研究。
李嵘嵘副教授
台州学院医药化工学院
本文通讯作者，台州学院化工系主任，硕士生导师，浙江省制药化工废弃物循环综合利用工程技术研究中心副主任，浙江省“三育人”岗位建功先进个人。主要从事环境污染物循环再生、非均相催化、掺杂材料和相平衡热力学基础理论及其应用研究。主持国家、省部级等项目多项，发表 SCI 论文 60 余篇，专利 20 余件。为浙江省及其周边企业开展新工艺技术研发，产生直接经济效益上亿元。
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Physical Chemistry Chemical Physics (PCCP) 报道物理化学、化学物理和生物物理化学的前沿进展，所发论文包含了对物理化学的重大创新和/或见解。该刊发文范围很广，包括光谱学、动力学、统计力学、热力学、电化学、催化、表面科学、量子力学和理论发展。本刊也注重发表对物理化学带来重大创新和/或深刻见解的跨学科研究成果，例如聚合物和软物质、材料科学、纳米科学、能源，表面/界面和生物物理化学等学科。该刊由英国皇家化学会出版，并由 19 个不同国家和地区的化学学会共同拥有。
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Deputy chair
Henry Schaefer佐治亚大学
Associate editors
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Luis Ba?ares马德里康普鲁滕斯大学
Maria Lucia Curri巴里大学
Chantal Daniel斯特拉斯堡大学
Keith Gordon奥塔哥大学
Jürgen Janek吉森大学
Hiroshi Kondoh庆应义塾大学
Anna Krylov南加州大学
Prabal Maiti印度科学院
Ron Naaman魏兹曼科学研究所
Isaac Tamblyn渥太华大学
Yunjie Xu (徐云洁)阿尔伯塔大学
John Zhang (张增辉)上海纽约大学
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