原子级调控金属间相互作用提升丙烯氢甲酰化性能：钴基催化剂的设计与机制研究

　　本工作通过层状双氢氧化物前驱体策略合成CoMo/W金属间化合物催化剂（IMC），在丙烯氢甲酰化反应中实现105 mmol·g?1·h?1的丁醛产率（选择性97%）及10次循环90%活性保持。研究通过TPD实验与DFT计算揭示有序Co3Mo/Co3W结构调控CO吸附位点（空心→顶端），降低CO脱附能（29.7→19.7 kJ·mol?1）及插入能垒（1.28→1.09 eV），为非贵金属催化剂设计提供新范式。

　　

结构形貌表征

基于本课题组先前建立的方法，首先通过水热法合成Co₂Al-LDH前驱体。如图S1所示，通过将次要金属（Mo/W）浸渍到Co₂AlLDH基质中，并在900°C氢气氛围下还原，制备了Co-Mo/W基IMCs（CoMoIMC/CoWIMC）（见实验部分）。SEM图像（图S3a–S5a）显示催化剂保留了LDH前驱体的六边形片状形貌（直径约3μm），表明高温还原过程中形态稳定性良好。

结论

本工作通过Co₂Al-LDH前驱体途径合成了原子级有序的CoMoIMC和CoWIMC催化剂，并通过XRD、原子分辨率STEM和XAFS证实了有序IMC相的形成。两种金属间化合物（IMC）催化剂均表现出优异的丙烯氢甲酰化性能。具体而言，Co-Mo IMC催化剂在140°C和4.5 MPa条件下实现了105 mmol·g^?1·h^?1的丁醛产率（选择性97%），相较于传统CoAl₂O₃催化剂提升了2.4倍。