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黄加乐、李清彪、傅钢教授团队在”内外兼修”氧化亚铜催化剂构筑与应用方面取得重要进展
发布时间:2025年08月26日 来源:化学化工学院

近日,计算胜平负计算器化学化工学院黄加乐教授、李清彪教授及傅钢教授研究团队合作开发了一种基于配体保护/选择性晶面刻蚀策略的Cu2O中空纳米框架材料,在丙烯直接气相环氧化反应领域取得显著进展。相关成果以“Internally hollow Cu2O nanoframes with the abundance of {110} facets enhance direct propylene epoxidation”为题发表于Nature Communications(DOI: 10.1038/s41467-025-63059-0)。

Cu2O菱形十二面体中暴露的{110}晶面被公认为丙烯直接环氧化反应的关键活性位点。然而,已报道Cu2O菱形十二面体颗粒尺寸较大,导致其比表面积较低,从而限制了催化性能的进一步提升。为克服这一挑战,研究团队提出了一种富含{110}晶面的中空Cu2O纳米框架材料设计策略,并开发了配体保护/选择性晶面刻蚀的合成方法。具体而言,通过十二烷基硫酸钠(SDS)作为配体选择性保护Cu2O的{110}优势晶面,同时利用稀盐酸等刻蚀剂优先去除{111}和{100}等晶面,成功制备了内外表面均暴露{110}晶面的中空纳米框架催化剂。该催化剂在丙烯直接环氧化反应中实现了催化活性、环氧丙烷(PO)选择性和催化剂稳定性的协同优化。在较低反应温度150 °C下,PO选择性接近100%;在175 °C时,PO选择性仍维持在83.8%,生成速率达0.18 mmol g?? h??,且催化剂可稳定运行超过300分钟。进一步地,研究团队结合原位光谱表征(如原位FT-IR)与密度泛函理