刘虎博士：原子分散的铜催化剂用于高效化学选择加氢反应

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近日，我院青年教师刘虎博士在国际顶级学术期刊《NANO LETTERS》（中科院一区top期刊，IF:11.189）发表了题为“Atomically Dispersed Cu Catalyst for Efficient Chemoselective Hydrogenation Reaction”（原子分散的铜催化剂用于高效化学选择加氢反应）的最新研究成果。论文第一作者为我校化学与化工学院青年教师刘虎，西安建筑科技大学为该论文第一完成单位。《NANO LETTERS》是纳米科学与技术领域顶级学术刊物，具有重要的国际影响力。
       该研究提出了一种新的可量产单原子合成策略，通过湿化学法将三羟甲基三聚氰胺与铜离子螯合，获得一类新颖的铜基络合物，进一步将此络合物热聚合合成具有高反应性和选择性的单原子铜催化剂，铜原子被稳定在石墨氮化碳的蜜勒胺环中。值得注意的是，该论文策略使用的三羟甲基三聚氰胺的羟甲基对铜原子原子分散起着至关重要的作用。石墨氮化碳的蜜勒胺环不仅通过四元配位方式锚定住了铜原子，而且为选择性加氢反应提供了高反应活性和高选择性。

图1 单原子铜催化剂的形貌表征。

       如图1所示，该策略合成的单原子铜具有较高的反应活性和选择性，在选择性还原4-硝基苯乙烯加氢制4-乙烯基苯胺，表现出了高选择性和活性，制备4-乙烯基苯胺方面具有巨大的商业价值。DFT计算表明，由于单原子铜与石墨氮化碳底物的强p-d耦合，单原子铜是4-硝基苯乙烯稳定吸附和选择性氢化为4-乙烯基苯胺的活性位，对4-硝基苯乙烯的硝基表现出了独特的选择性加氢，并可用于深入探索该选择性加氢反应的结构-性能关系。
       刘虎博士是我院副教授，硕士生导师。本科毕业于兰州大学化学系，博士毕业于哈尔滨工业大学化学工程与技术专业。博士期间前往美国布朗大学以联合培养身份从事纳米材料制备及其应用研究工作，合作导师是著名的纳米专家孙守恒教授。近五年来，刘虎博士在J. Am. Chem. Soc (封面文章)、 Angew. Chem. Int. Ed.、 J. Mater. Chem. A、 Nano Letters、 Nano Research、Nanoscale、 Journal of Colloid and Interface Science、 Green Energy & Environment、Rare Metals等刊物发表研究论文20余篇。现任《稀有金属》、《Rare Metals》、《Tungsten》杂志青年编委，中国电子学会终身会员，中国稀土学会第七届固体科学与新材料专业委员会委员，陕西省环境应急专家，国际期刊Nanoscale、J. Mater. Chem. A、New Journal of Chemistry、RSC Advance审稿人。


      期刊链接：
     《NANO LETTERS》
      https://pubs.acs.org/journal/nalefd
      论文链接：“Atomically Dispersed Cu Catalyst for Efficient Chemoselective Hydrogenation Reaction”
      https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acs.nanolett.1c03381