铵盐辅助的后加载方法：一种经济高效的生产高性能钴-氮-碳（Co–N–C）材料的技术，该方法能够在材料表面形成富集的活性位点，从而实现硝基芳烃的氢化反应

《Green Chemistry》：Ammonium-salt-assisted post-loading: a cost-effective route to high-performance Co–N–C with enriched active sites on the surface for nitroarene hydrogenation

　　

Xinkang Cui|Kaiwei Liu|Pengfei Huang|Yajing Han|Qinggan Zeng|Miao Jin|Mengjiao Zhao|Liqiang Wang

郑州大学材料科学与工程学院，中国河南省郑州市450001，电子邮件：[e-mail]

Co–N–C催化剂是替代贵金属体系用于硝基芳烃加氢的有前景的催化剂。然而，开发出能够满足工业应用需求的高性能Co–N–C催化剂且成本效益高的合成方法仍然具有挑战性。本文提出了一种基于铵盐辅助的后负载策略，以极低的成本制备Co–N–C催化剂，使其在温和条件下实现高效的加氢反应。具体而言，使用低成本的氮掺杂碳载体，通过浸渍引入Co活性位点，然后在铵盐存在下进行高温炭化处理，得到含有大量单原子Co（Co₁）和Co纳米颗粒（Co_NPs）的Co/NC-AM催化剂。这两种活性位点具有协同作用：Co_NPs能够促进H₂的均裂活化，而底物则优先吸附并在Co₁位点上发生活化。更重要的是，这种合成方法使碳载体表面的活性位点得以暴露，而不会被碳材料包裹，从而提高了其利用效率。因此，Co/NC-AM催化剂在硝基化合物加氢反应中表现出优异的性能，并具有显著的成本优势，在所有已报道的催化剂中具有最高的成本性能比。这项工作展示了一种技术上可行且经济上有吸引力的M–N–C催化剂合成方法，该方法不仅适用于加氢反应，也可用于其他化学反应。