
为了解决上述问题,戴立言-徐偲课题组制备了TiO2负载的V-W催化剂(V-W/TiO2)。相较于TiO2负载的V、W单金属催化剂(V/TiO2、W/TiO2),V-W/TiO2在反应中展现出更为优越的催化活性。研究发现,TiO2载体上活性金属的均匀分散、以及二者之间的协同催化效应,有助于催化性能的显著提升。氢气-程序升温还原结果(H2-TPR)表明, V的存在有效改变了W6+物种的还原性能,X-射线光电子能谱结果证明了V、W之间存在电子相互作用。
在反应机制探究上,课题组采用化学淬灭及电子顺磁共振(EPR)等手段,证明了反应中羟基自由基的存在(H2O2分子均裂产生)。密度泛函理论计算表明,V的存在改变了毗邻O原子的电子结构,促进了环己烷分子在催化剂表面的吸附,并且有效降低了整个氧化过程中限速步骤(H2O2分子的均裂)的活化能,提升了催化性能。
该工作为环己烷催化氧化制KA油提供了新的催化技术和方法,也为负载型V-W双金属催化剂协同效用的解析提供了新思路。

Cai Xu, Quanfu Long, Shandi Zhong, Wenjin Wang, Jia Guo, Jianhai Yang, Xiaozhong Wang, Liyan Dai
Chemistry – A European Journal
DOI: 10.1002/chem.202402780