《Sci. Bull.》：可溶性多孔有机笼作为均质剂与电子受体：实现多相合金纳米颗粒催化剂的均质化和高性能化

Soluble Porous Organic Cages as Homogenizers and Electron-Acceptors for Homogenization of Heterogeneous Alloy Nanoparticle Catalysts with Enhanced Catalytic Activity

H. L. Guo‡, Y. L. Liu‡, H. L. Dong*, W. Zong, K. B. Chu, G. J. He, Y.-E. Miao, I. P. Parkin, F. L. Lai*, T. X. Liu*

Science Bulletin 2022, DOI: 10.1016/j.scib.2022.11.010

由于多相催化反应发生在两相的界面处，因此催化剂的表面化学结构及活性位点暴露情况对催化性能起着至关重要的作用。通常，较小的合金纳米颗粒会带来更大的比表面积和更多的失配原子，从而可显著提升催化活性。然而，超细合金纳米颗粒的高表面能使其在热力学上不稳定，在合成和催化过程中易发生团聚现象。因此，开发高稳定、高暴露表面的超细合金纳米颗粒，对多相催化剂的发展具有十分重要的意义。

基于此，本课题组提出了一种高效简便的有机分子笼限域策略，成功制备了手性共价亚胺笼空腔“禁锢”超细铂铑合金纳米颗粒（PtRh@RCC3）的纳米复合材料。其中，RCC3封装的超细PtRh合金纳米颗粒（～2.5 nm）具有高的分散性和良好的合金化性质。在4-硝基苯酚还原的催化过程中，可溶性的RCC3可以作为均质剂，使溶液中的PtRh合金纳米颗粒均匀分散。此外，X射线吸收近边结构（XANES）结果表明，RCC3还可以作为电子受体从Pt原子中提取电子，从而形成更高价的Pt原子，进一步提高PtRh合金对4-硝基苯酚的催化还原活性。得益于Pt、Rh原子的协同作用和RCC3的独特功能，Pt1Rh16@RCC3的反应速率常数分别是Pt1Rh16块体、Pt@RCC3和Rh@RCC3的49.6、8.2和5.5倍。这项工作为多相催化剂的均相化提供了一种可行的策略，在先进的催化应用领域表现出巨大潜力。

本论文第一作者为博士生郭和乐和硕士毕业生刘雅丽，通讯作者为董洪亮博士、赖飞立博士及刘天西教授。

论文连接：https://doi.org/10.1016/j.scib.2022.11.010

制备PtRh合金的（a）传统策略和（b）RCC3限域策略的示意图