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催化学报
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林励吾

月刊

0253-9837

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0411-84379240

116023

辽宁省大连市中山路457号（大连110信箱）

催化学报/Journal Chinese Journal of CatalysisCSCD北大核心CSTPCDEISCI
查看更多>>本刊主要刊登催化领域有创造性，立论科学、正确、充分，有较高学术价值的论文，反映我国催化学科的学术水平和发展方向，报道催化学科的科研成果与科研进展；跟踪学科发展前沿，注重理论与应用相结合，促进国内外学术交流与合作。内容主要包括多相催化、均相络合催化、生物催化、光催化、电催化、表面化学、催化动力学以及有关边缘学科的理论和应用的研究成果。本刊以催化学术领域从事基础研究和应用开发的科研人员及工程技术人员为读者对象，也可供大专院校有关催化专业的本科生及研究生参考。
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    用于丁二烯选择性加氢Ni3ZnC0.7@Ni@C催化剂的设计

    陈智冰陈鑫泰吕雅丽牟效玲...
    304-315页
    查看更多>>摘要：丁二烯选择性加氢是提升碳四综合利用效率的关键技术,因此受到了工业界和学术界的广泛关注.然而,在实际操作过程中,原料中的单烯烃也可能发生加氢,这降低了整个工艺过程的经济性.此外,丁二烯分子内含有两个共轭的C=C双键,其化学性质活泼,容易在金属催化剂表面发生聚合生成碳沉积物,从而导致催化剂失活.因此,如何提高烯烃的选择性和催化剂的稳定性成为一项挑战.目前,丁二烯加氢反应主要采用Pd,Pt,Au等贵金属催化剂,但贵金属的高昂价格和稀缺性限制了其大规模应用.因此,开发基于廉价金属的替代催化剂具有重要意义.镍基体系在丁二烯的选择性加氢中显示出一定潜力,然而,其实际应用受到积炭和过度加氢导致的严重失活等问题的影响.本文在前期固相法合成Ni3ZnC0.7@C(采用无溶剂的固态反应法合成,将金属硝酸盐与双氰胺机械混合,再于氢气下高温还原制得,其中Ni3ZnC0.7颗粒外围具有碳层覆盖,详见Dalton Trans.,2023,52,11571-11580)基础上,通过对Ni3ZnC0.7@C进行可控的空气氧化处理去除碳层,设计制备了一种具有双核壳结构的Ni3ZnC0.7@Ni@C新型催化剂.该催化剂的特点是金属镍小团簇均匀分散在中心Ni3ZnC0.7纳米粒子上,而Ni3ZnC0.7@Ni被全部包裹在多孔碳壳中.利用高角度环形暗场扫描透射电子显微镜、高分辨透射电镜、热重分析和Ar离子溅射X射线光电子能谱等技术进行了表征,并提出了氧化过程中催化剂组成与结构的变化规律.实验结果表明,Ni3ZnC0.7@Ni@C催化剂在丁二烯选择性加氢反应中表现出较好的活性和稳定性,其性能超过了 Ni3ZnC0.7@C和很多文献报道的镍催化体系,如Ni3InC0.5和Ni3In合金等.此外,本文还发现Ni3ZnC0.7@Ni@C催化剂在初始反应阶段的积炭行为具有自限性.相对于碳载体本身,反应中原位沉积的少量碳质("软"积炭)能够在更低温度下被氧化,并且碳沉积在反应初期达到平衡,该现象不仅能够抑制催化剂的进一步失活,还可以显著提高总丁烯的选择性.在温和反应条件下,Ni3ZnC0.7@Ni@C催化剂能够获得高于93％的总丁烯选择性和98％的转化率,并且在长达80 h测试中依然保持催化性能稳定.综上,本文通过利用镍及其间隙化合物的独特性质,开发了一种高活性、高选择性的非贵金属催化剂.通过调节电子结构、表面反应性以及潜在的协同效应,显著提高了催化性能.此外,研究发现反应中原位生成的"软"积炭不仅能够抑制催化剂的过度失活,还有助提高催化剂的选择性和稳定性.上述结果对于研究存在类似积炭问题的其他催化过程具有借鉴意义.

    丁二烯加氢间隙化合物Ni3ZnC0.7@Ni@C稳定性结构演变

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    SnCl2促进的Pt1/PS-PPh2催化剂高选择性催化高碳烯烃氢甲酰化反应

    虞周楠张磊磊谈源龙井日峥...
    316-326页
    查看更多>>摘要：氢甲酰化作为工业上制备醛、醇等含氧化合物的重要反应,广泛应用于制备洗涤剂、增塑剂、表面活性剂和香料等.目前,氢甲酰化反应主要使用HCo(CO)4,HCo(CO)3(PR3)和HRh(CO)(PPh3)2等配合物作为催化剂.尽管Co基催化剂可以将高碳烯烃、内烯烃以及支链烯烃高选择性地转化为直链醛,但其反应条件(5-30 MPa,140-200 ℃)较苛刻,且容易发生烯烃加氢等副反应.相比之下,Rh催化剂的活性比Co基催化剂高1-2个数量级,且反应条件较为温和.但Rh储量稀少,价格昂贵,而且对于高碳烯烃氢甲酰化反应,Rh催化剂难以分离和循环使用.因此,研究者开展了其他金属催化剂的研究,其中Pt-Sn催化剂因其出色的区域选择性而备受关注.但目前Pt-Sn催化剂多局限于均相催化体系,而且Sn助剂的作用尚不明确.本文采用商业化三苯基膦嫁接的聚苯乙烯小球为载体,通过浸渍法制备了 SnCl2-Pt1/PS-PPh2单原子催化剂,考察了其在长链-烯烃氢甲酰化反应中的催化性能,并研究了Sn的促进作用.首先,以1-己烯氢甲酰化为探针反应,对催化剂的组成以及反应条件进行了优化.当Pt/P/Sn=l/2/5时,催化剂表现出最高的催化活性,在90-120 ℃和4-6 MPa合成气条件下,催化剂转化频率(TOF)为40 h-1,产物醛的正异比＞42.随后,考察了催化剂的底物适用性.结果表明,C6-C12的高碳烯烃均可被高选择性地转化为相应的醛(正异比＞20).然而,在循环使用实验中,由于SnCl2不能稳定锚定在载体上,第二次循环时催化活性降低.但通过补加SnCl2,催化活性可以完全恢复.高压热过滤实验及元素检测结果表明,反应过程中Pt没有流失.X-射线吸收光谱(XAFS)表征结果表明,反应后Pt仍以单原子形式存在,说明Pt1/PS-PPh2具有良好的稳定性.通过准原位X-射线吸收谱、Mössbauer谱和红外光谱表征对反应过程中Pt和Sn的电子性质和配位结构进行了研究.结果表明,SnCl2在反应过程中逐渐转化为Sn(dioxane)Cl-3物种(1,4-二氧六环为反应溶剂),并与Pt原子形成Pt-Sn键.当反应体系中没有Sn时,Pt(Ⅱ)会被合成气过度还原并发生团聚.当没有膦配体时,Pt原子也会发生聚集,而且SnCl2会在Pt(Ⅱ)的催化作用下发生水解生成SnO.因此Sn(dioxane)Cl3-与膦配体共同抑制了Pt(I)在反应过程中的还原与聚集.最后,通过XAFS表征深入研究了反应机理.分析结果表明,CO在催化剂上具有较强的吸附作用,而H2则可能以异裂的方式在催化剂上被活化.据此提出可能的反应机理:首先,H2在催化剂上活化先形成Pt-H物种;随后,烯烃插入Pt-H,形成Pt-烷基物种;接着,CO迁移并插入,生成Pt-酰基物种;最后,经过还原消除步骤,得到最终的产物醛.综上,本文制备了一种对高碳烯烃氢甲酰化反应具有良好催化性能的SnCl2-Pt1/PS-PPh2单原子催化剂,为低成本非Rh基催化剂的开发提供借鉴.同时,揭示了催化体系中Sn的促进作用,为通过Lewis酸来调控催化剂的性能提供了参考.

    氢甲酰化反应铂-锡催化剂高碳烯烃区域选择性单原子催化剂

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    Mo改性Pd/NaY催化剂用于甲醇间接氧化羰基化合成碳酸二甲酯

    黄恪袁世诚梅荣艳杨歌...
    327-336页
    查看更多>>摘要：碳酸二甲酯(DMC)因具有较好的溶解性、生物降解性和低毒性,而被认为是一种绿色化学品.其用途广泛,不仅用于合成聚碳酸酯,还是锂离子电池电解液、燃料添加剂以及羰基化和甲基化反应的重要试剂.在众多合成方法中,CH3OH间接氧化羰基化合成DMC,具有无爆炸风险、反应条件温和以及原子经济性高等优点,因而展现出广阔的应用前景.然而,这一过程中使用的无氯Pd/NaY催化剂存在以下问题:Pd2+活性物种容易被反应物CO还原成Pd0物种,导致Pd烧结和催化剂失活.因此,如何在催化过程中保持Pd2+物种的稳定,是当前面临的一个重要挑战.本文采用"自上而下"的方法,制备了Mo改性的Pd/NaY催化剂(Pd-Mo/NaY).该催化剂在保持贵金属Pd氧化态的同时,增强了对反应物CO的吸附能力,进而提高了催化剂的稳定性.在CH3OH间接氧化羰基化制DMC反应中,Pd-Mo/NaY表现出比Pd/NaY催化剂更高的催化活性和稳定性.在30 h的反应过程中,Pd-Mo/NaY催化剂上的CO转化率稳定维持在约97％,而Pd/NaY催化剂上的CO转化率则从94％逐渐下降至70％.此外,Pd-Mo/NaY催化剂的本征活性(TOF)为0.019 s-1,也明显高于Pd/NaY催化剂的0.005 s-1.X射线衍射、物理吸附和扫描电镜结果表明,Mo改性未显著改变Pd/NaY的物相结构、孔结构性质与微观形貌.透射电镜与扫描电镜能谱结果表明,两个催化剂的Pd聚集状态存在显著差异.Pd/NaY催化剂中Pd物种发生了明显聚集,Pd颗粒平均尺寸达到10.2 nm;而Pd-Mo/NaY催化剂中,大部分Pd物种仍保持高度分散的状态,仅有少量聚集的Pd颗粒,其平均尺寸仅为2.3 nm.通过羟基红外、吡啶红外与氨气程序升温脱附表征技术进一步研究了催化性能与Pd聚集状态差异的原因.结果表明,Mo的引入有效减少了因Pd离子交换过程引入的桥式羟基,从而降低了Pd-Mo/NaY催化剂的酸性.此外,氢气程序升温还原与X射线光电子能谱结果进一步揭示,Pd与Mo之间的相互作用调变了 Pd-Mo/NaY的活性位结构,阻碍了活性Pd2+物种被反应物CO还原为Pd0物种,从而有效缓解了Pd物种的聚集.CO漫反射红外与CO低温透射红外研究则表明,Pd-Mo之间的相互作用以及Pd2+活性位点的增加,显著增强了催化剂对反应物CO的吸附能力.通过原位漫反射红外(DRIFTS)实验捕获了COOCH3*关键反应中间体,并发现无论是Pd/NaY催化剂还是Mo改性的Pd-Mo/NaY催化剂,均遵循相似的反应路径,并具有相同的决速步骤.综上,本文通过Mo对Pd/NaY催化剂进行改性,有效抑制了反应过程中贵金属Pd的烧结,从而显著提高Pd-Mo/NaY催化剂的稳定性.通过这一改性方法,实现了活性Pd2+物种的高度稳定,为甲醇间接氧化羰基化制DMC催化剂的研发提供了新思路.

    分子筛NaY钯羰基化碳酸二甲酯

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    碱改性铜锰尖晶石室温催化氧化空气中甲醛

    Yongbiao HuaKumar VikrantKi-Hyun KimPhilippe M.Heynderickx...
    337-350页
    查看更多>>摘要：甲醛(FA)作为一种有致癌风险的有害污染物,在室内环境中普遍存在.为了高效去除甲醛,催化氧化技术成为了一种既经济又节能的选择,它不仅能降低材料成本(例如避免使用贵金属),也能在无光和室温的条件下进行.本文制备了一种成本效益高的碱改性锰酸铜尖晶石(CuMn2O4)催化剂,并用于甲醛催化氧化反应中.实验结果表明,采用碱(1 mol L-1氢氧化钾)改性的CuMn2O4(1-CuMn2O4)作为催化剂,在室温条件下,当甲醛浓度为50 ppm,气体空速为4777h-1时,甲醛转化率(XFA)达到100％;此外,在甲醛转化率为10％时,其稳态反应速率达到了8.18 × 10-2 mmol g-1 h-1.原位漫反射红外傅立叶变换光谱结果表明,在催化剂的作用下,甲醛分子经过二氧亚甲基和甲酸酯中间体的转化,最终被氧化为水和二氧化碳.进一步结合密度泛函理论模拟发现,l-CuMn2O4具有较高的催化氧化甲醛性能,可归因于甲醛分子更牢固地吸附在1-CuMn2O4表面,甲醛吸附所需的能量较低,以及最终产物从催化剂表面脱附所需的能量也较低的综合效应.本研究为在无光和室温条件下,高效去除空气中甲醛提供了新型高效、成本效益高且无需贵金属的催化剂,从而为室内空气净化提供了新的科学见解.

    甲醛碱修饰锰酸铜尖晶石催化氧化室内空气

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    具有丰富活性位点和高电子传导性的非晶MOF用于高效肼氧化

    丁婕婷王浩帆沈葵韦小明...
    351-359页
    查看更多>>摘要：金属有机框架(MOF)虽然具有完美的结晶性质,但由于其配位不饱和位点数量不足和电子传导性较低,这些特性限制了它在电催化领域的应用.尽管通过去除部分有机配体可以暴露晶体MOF的一些金属位点,但常用的方法涉及高压、高温、强酸、强碱等苛刻的条件,很容易造成MOF的多孔结构完全坍塌.相较于晶态MOF,非晶态MOF具有短程有序而长程无序的结构特征.通过快速组装MOF,有望实现MOF的非晶化,从而创造大量不饱和位点,并优化金属位点的电子结构.因此,开发高效的非晶态MOF合成策略十分必要.本文报道了一种诱导非晶态MOF在碳布上快速组装的电合成方法,制得了具有丰富活性位点和高电子传导性的非晶态MOF(记为aMnFc'/CC).在电合成过程中,有机配体在碳布上迅速去质子化,并与金属离子快速组装,形成具有大量配位不饱和Mn位点的非晶态aMnFc'.X射线衍射和透射电镜选区电子衍射结果表明,aMnFc'为无定形结构.电子顺磁共振和X射线吸收近边结构光谱等表明,aMnFc'比cMnFc'含有更多的不饱和Mn金属中心.随后,利用三电极体系评估催化剂在肼氧化(HzOR)中的催化活性,在0.1 mol L-1 PBS+0.4 mol L-1 N2H4电解质中,aMnFc'/CC的起始电位为287 mV(1 mA cm-2),在10 mA cm-2下的工作电势为667 mV,其活性远优于晶态MOF(起始电位为540 mV(1 mA cm-2)),在10 mA cm-2下的工作电势为871 mV).aMnFc'/CC在0.1 mol L-1 PBS中的HzOR性能优于大多数已报道的Mn/Fe基催化剂和MOFs催化剂.四探针法测定cMnFc'和aMnFc'的电导率分别为1.5 × 10-4和1.8 × 10-3 S cm-2,表明MOF的非晶化可以提高电导率,从而增强其电化学性能.密度泛函理论计算表明,MnFc'-V在费米能级附近的态密度比MnFc'的态密度更强,说明不饱和Mn中心的存在增强了MOF的导电性.进一步通过理论计算研究了肼在MnFc'和MnFc'-V表面的逐步脱氢过程,结果发现,MnFc'和MnFc'-V的决速步都是从*N2H3到*N2H2的脱氢过程,其中MnFc'-V的自由能差(0.22 eV)远小于MnFc'的自由能差(0.65 eV).由此可见,在aMnFc'中,不饱和Mn位点使d带中心更接近费米能级,增强了活性位对NxHx中间体的吸附能,从而提高了HzOR活性.综上,本文提出一种电合成方法,实现了非晶态MOF在碳布上的快速组装,制备出具有丰富活性位点和高电子传导性的非晶态MOF,显著提升了其在肼氧化反应中的催化活性.这一新策略不仅克服了晶态MOF在电催化应用中的局限,而且为工业电流条件下合成用于HzOR的非晶态MOF提供了参考.

    非晶化缺陷电催化肼氧化反应金属有机框架

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    用于提升全水解性能的超低含量Ru掺杂NiMoO4@Ni3(PO4)2核壳纳米结构

    Adel Al-Salihy梁策Abdulwahab SalahAbdel-Basit Al-Odayni...
    360-375页
    查看更多>>摘要：随着全球能源危机和环境污染日益加剧,开发可持续的绿色能源技术已经成为当务之急.其中,水分解制氢作为一种清洁能源的生产方式,因其零排放和高能量密度的特点,而受到广泛的研究和关注.析氢反应(HER)和析氧反应(OER)是水分解过程的关键步骤,它们的反应效率直接影响整个制氢过程的能量转换效率.因此,开发高效的双功能电催化剂对于推动水分解技术的发展具有重要意义.本文制备了一种超低Ru掺杂的新型核壳纳米结构电催化剂,该催化剂生长在泡沫镍(NF)上,简称Ru-NiMoO4@Ni3(PO4)2/NF.首先,通过水热法在NF上均匀生长了水合NiMoO4纳米柱,并通过共价相互作用,确保其在垂直方向上有序排列.随后,采用超低浓度的RuC13对NiMoO4纳米柱进行蚀刻,并通过磷酸化反应引入(PO4)3+离子形成了Ni3(PO4)2壳层.这种设计克服了以往Ru易团聚的难题,保障了Ru的均匀分布,从而合成Ru-NiMoO4@Ni3(PO4)2/NF催化剂.通过X-射线衍射、X-射线光电子能谱及透射电子显微镜等对催化剂的化学组分和微观结构进行了分析,证实其成功制备.元素分析结果表明,催化剂中Ru的含量仅为1.94 wt％,显著降低了其制备成本.电化学测试结果表明,该催化剂在HER和OER中均表现出较好的催化活性.在10和100 mA cm-2电流密度下,HER的过电位分别为-14.8和-57.1 mV,Tafel斜率为35.8 mV dec-1,优于商业Pt/C催化剂;在100 mA cm-2电流密度下,OER过电位为259.7 mV,Tafel斜率为21.6 mV dec-1,优于商业RuO2催化剂.在全水解测试中,该催化剂在10和100 mA cm-2时所需的电池电压分别为1.43和1.68 V,与其他自支撑材料相比表现出良好的性能.此外,该催化剂在150 h性能测试过程中表现出较好的稳定性.采用密度泛函理论计算研究了催化剂具有较好活性的内在机制.结果表明,其具有低水离解能垒(△Gb=0.46 eV),接近零的HER自由吸附能(△G*H=0.02 eV),低的OER自由吸附能量(△G*OOH-△G*OH=2.74 eV)和接近费米能级的高密度态.这些特性共同促进了电解水反应的高效进行.综上,本文研究开发的Ru-NiMoO4@Ni3(PO4)2/NF双功能催化剂具有较好的催化活性、低电位需求和长期稳定性,为氢气生产开辟了新途径,也为优化双功能水分解催化剂提供了新视角,并为未来可持续能源应用发展提供一定的参考.

    电催化核壳结构掺杂密度泛函理论析氢反应析氧反应分解水

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    调控Ru的电子态以促进乙烯在酸中高选择性电氧化合成乙二醇

    王杰陈怡和王宇达赵浩...
    376-385页
    查看更多>>摘要：乙二醇(EG)是一种重要的化工产品,由于在化学品制造行业的广泛应用而备受关注.然而,目前工业上制备乙二醇主要采用乙烯作为原料,经过环氧化和水解两步反应,这一过程不仅需要高温高压,还需使用成本高的氧化剂(如H2O2),这违背了绿色化学的原则.因此,电催化阳极氧化作为一种新兴的合成策略,正逐渐受到研究者的青睐.该技术仅通过电子转移并利用水作为氧源,就能够高效合成高附加值含氧化学品.特别是,阳极氧化反应可与阴极还原反应(例如氢析出反应)相耦合,实现能量的高效利用.尽管电催化阳极氧化具有诸多优势,但目前在乙烯电氧化合成乙二醇过程中,其选择性仍然较低,这导致后续的纯化过程变得复杂且成本高昂.因此,开发高选择性的电氧化合成乙二醇技术,成为了一项迫切且极具挑战性的任务.本文提出了一种Ir和Ru合金化策略,以提高乙烯电氧化制备乙二醇的选择性和耐久性.研究结果表明,当Ir和Ru的原子比达到适当的比例(即Ir0.54Ru0.46)时,所制备的IrRu合金表现出近100％的乙二醇选择性,远远优于RuNPs对照组样品(43.8％).此外,在1.475 V的电压下,Ir0.54Ru0.46催化生成乙二醇产率达到了60.62 mmolgRu-1 h-1,是RuNPs上最高产率(21.75 mmolgRu-1 h-1)的2.8倍.在耐久性测试中,Ir0.54Ru0.46能够稳定催化生成乙二醇超过12 h,其生成速率为6 μmol L-1 h-1.相比之下,对照组样品Ru NPs在电解反应3 h后已失去活性.能量损失谱分析显示,Ir0.54Ru0.46在电解2 h后形成了稳定的表面富Ir核壳结构IrRu@Ir,这是催化剂稳定性提升的关键.先进光谱研究进一步揭示,Ir的引入导致了电子由Ru位点向Ir流动,使Ru位点带正电荷,从而减弱了OH的吸附.OH脱附实验结果表明,随着Ir/Ru原子比的增加,OH更容易从Ru位点脱附,这促进了OH与乙烯的偶联反应.自由基淬灭和氘代同位素标记实验结果表明,在IrRu催化剂上,乙烯到乙二醇的转化并非级联反应,而是直接的表面催化反应,其中OH的转移是决速步骤.X射线光电子能谱分析显示,随着合金中Ir比例的增加,合金d带中心下移,这有利于关键中间体(*OH等)的转移.原位红外光谱表明,乙烯分子在Ru位点上通过Pauling型吸附构型被活化.值得注意的是,仅检测到*CH2CH2OH中间体,而未检测到其他氧基团(如羰基),这表明在反应过程中没有发生过氧化现象.密度泛函理论计算进一步证实,与Ir合金化不仅加速了 OH的转移,还优化了反应途径,使乙二醇的选择性达到100％.综上,本文设计了不同Ir/Ru原子比的IrRu合金催化剂,通过有效调控活性位点Ru的电子结构,优化了OH的结合能,使乙烯可以100％选择性高效转化为乙二醇,这为开发高选择性电催化剂用于乙二醇电合成提供了新思路.

    乙烯电氧化电合成乙二醇高选择性IrRu合金电子结构

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    多元介孔MOFs:通过调节表面亲水/疏水性实现酶固定化的多功能平台

    冯玉晓马庆庆王子辰张群力...
    386-398页
    查看更多>>摘要：作为高效的生物催化剂,酶在食品加工、医药制造、化学工业和能源开发等众多领域发挥着重要作用.然而,游离状态的酶由于存在稳定性差、易失活、难以回收利用及不适用于连续化生产等问题,限制了其广泛应用.为了解决上述难题,人们探索发展了固定化酶技术.固定化酶不仅保留了原有的催化活性,而且在稳定性方面有了显著提升,从而极大地提高了酶的利用效率.随着固定化酶材料和酶工程领域的不断发展,固定化酶技术为酶的应用开辟了更广阔的前景.沸石-咪唑骨架材料-8(ZIF-8)作为一种金属-有机骨架(MOFs)材料,因其独特的结构特性而被广泛用作酶固定化载体.然而,ZIF-8的微孔结构和固有的疏水性,以及前体物2-甲基咪唑(2-MeIm)的质子化现象,常常影响固定化酶的活性.为克服这些限制,本文采用多元配体竞争和孔隙工程相结合的策略,设计并制备了一种具有可调节亲水/疏水表面的新型多元介孔MOFs(mMOFs),并用作酶固定化载体.在mMOFs的制备过程中,采用亲水性和配位能力更强的3-甲基-1H-1,2,4-三唑(3-MTZ)和5-甲基四唑(5-MTA)配体,以部分替代传统的2-MeIm配体.随后,这些多元配体(包括2-MeIm,3-MTZ和5-MTA)与七水硫酸锌结合,在甲醇溶液中通过自凝聚作用形成透明的胶体溶液,进而完全溶解在水中.在此过程中,七水硫酸锌发挥了软模板的作用,引导介孔的形成,从而成功制备出新型多元介孔mMOFs.接着,利用这些mMOFs作为酶固定化的载体,固定了辣根过氧化物酶(HRP)和葡萄糖氧化酶(GOx),并详细研究了其催化性能.结果表明,与传统的ZIF-8载体相比,以mMOFs为载体的固定化酶展现出了更高的酶活性和稳定性.催化性能提升主要归因于mMOFs的亲水性和介孔结构改善了酶和底物间的传质,同时2-MeIm的质子化效应减弱也为酶提供了优良的微环境,稳定了酶的构象.综上,本文采用多元配体竞争与孔隙工程相结合的策略,成功构建了一种具有可调节亲水/疏水表面的新型多元介孔mMOFs,并用于酶固定化,所得固定化酶表现出较好的催化性能.通过深入的研究,揭示了该固定化酶表现出良好催化性能的作用机制,为可控设计制备性能优越的、以MOFs为载体的固定化酶提供了新思路,并为进一步拓宽MOFs材料的应用范围提供了参考.

    介孔金属-有机骨架竞争性配体软模板固定化酶

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