リモート・ボンド・ブリッジング・ダイオキシゲン・リガンドは,シリカ・サポートテトライリジウム・クラスター・カタリストにおける水素伝送を強化する
Andrew P Palermo1,2, Shengjie Zhang3, Alexander Okrut1
1Department of Chemical and Biomolecular Engineering, University of California, Berkeley, California 94720, United States.
イリジウム触媒のダイオキシゲンリガンドのブリッジングは,水素転送メカニズムを変えることで,エチレン水素化率を大幅に高めます. この発見は貴金属の触媒と酸素に関する洞察を与えてくれます
科学分野:
- 異質な触媒
- 有機金属化学
- 表面科学
背景:
- 特に水素移転反応における貴金属の触媒活性強化における酸素の役割を理解することは,依然として課題である.
- 構造的に定義された触媒は,原子レベルで反応メカニズムを解明するために不可欠です.
研究 の 目的:
- サポートされたテトライリジウムカルボニルクラスターを使用して,エチレン水素化の触媒的活動とメカニズムに対するブリッジダイオキシゲンリガンドの影響を調査する.
- 高貴金属触媒における水素伝送経路の変更における酸素の役割を解明する.
主な方法:
- シングル原子のイリジウム部位を持つテトライリジウムカルボニル群の合成と特徴付け
- H2とO2の導入を含む様々な条件下でのエチレン水素化反応
- H2とD2を用いた逆運動同位体効果を含む運動研究.
- 反応メカニズムをモデル化するための電子構造計算.
主要な成果:
- 橋渡しダイオキシゲンリガンドの導入は,エチレン水素化率を6倍に増加させた.
- ダイオキシゲンリガンドが末端のCOリガンドに取って代わることが観察され,これは触媒処理中の構造的変異を示唆している.
- 電子構造の計算により,水素転送メカニズムが赤道から橋渡し水素中介物へと変化したことが明らかになった.
- 逆運動同位体効果で 変化した水素伝達機構が確認されました
結論:
- ブリッジング・ダイオキシゲン・リガンドは,イリジウム部位の電子特性を修正し,水素移転メカニズムを変更することにより,触媒活性を大幅に高めます.
- リモート酸素によって促進されるブリッジングヒドリドリガンドを含む観測されたメカニズムは,酸化物をサポートする貴金属触媒における一般的な現象である可能性があります.
- この研究は,貴金属の触媒における酸素プロモーターの役割に関する基本的な洞察を提供します.
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