MOF负载Pd催化剂选择性催化氢化反应—非均相催化7
众所周知，金属氧化物是金属纳米颗粒的一种经典载体，通常同时具有路易斯酸和碱位点。它们不仅提供了活化反应物和过渡态的活性位，而且还可以通过电子效应与金属纳米颗粒相互作用。由于MOF中的金属-氧簇与金属氧化物具有相似的性质和结构，因此我们认为MOF中的金属纳米颗粒和金属-氧簇之间也存在相似的电子效应。然而，很少有人详细研究和解释这一现象。因此，我们设想通过筛选不同的MOFs，控制金属纳米颗粒和MOF之间的电子效应可能会合成更有效的多相催化剂（MOF负载金属纳米颗粒，M@MOF）。
另一方面，催化氢化是还原有机化合物如硝基芳烃和烯烃的最有效的方法之一。尽管已开发出许多用于催化硝基芳烃和烯烃加氢的非均相催化剂，但仍有改进的空间。在绿色化学基本原则的指导下，硝基芳烃和烯烃的氢化反应应该在室温下，常压氢气氛围中进行，且催化剂可以回收利用、产率和选择性高。
本文要点：
(1) 本论文开发了一种有效的可循环使用的催化剂Pd @ MIL-125（Ti）。通过该催化剂可在水相中，温和条件下（室温，1 atm氢气），使用很低的Pd用量（0.12 mol％）实现硝基芳烃和烯烃的氢化反应。
(2) 水相催化体系可以通过简单的萃取保留在反应器中，并且可以在不进行进一步处理的情况下重复使用，因此该反应体系的环境因子很低（E-factor）。
(3) 基于XPS表征和DFT计算结果，可以证明Pd纳米颗粒和MOF之间存在着电子金属-载体相互作用。MIL-125（Ti）中的Ti-O簇可以将电荷传递给Pd，因此Pd @ MIL-125（Ti）中的Pd更富电（活化H2的能力更强）。
(4) Pd @MIL-125（Ti）的优异催化性能主要归因于Pd 纳米颗粒与MIL-125（Ti）之间的电子效应。
该论文已经发表在Molecular Catalysis上，第一作者硕士研究生徐家贤，通讯作者南京理工大学教师陆国平。Xu, J.; Chen, F.; Xu, X.; Lu,G.-P., The selective hydrogenation of nitroarenes and alkenes catalyzed byPd@MOFs: The role of electronic interactions between Pd nanoparticles and MOFson the reaction. Molecular Catalysis 2020, 495, 111157.
https://doi.org/10.1016/j.mcat.2020.111157