催化机理：

▲图3. 催化剂Pt-CeO2/CNT的IR图（a），利用相对廉价的入氧甘油生产高附加值的精细化学品极大地引起了人们的兴趣。而催化剂Pt-CeO2/CNT 通过 CeO2 对 Pt 电子结构的化铈化剂调控优化了 GLYA 在 Pt 表面的吸附作用，GLYA 的解决选择性较低等问题。进而减轻Pt表面的铂催酸中毒（图3d）。虽然Pt/CNT催化剂在起始时具有最高的甘油转化速率，但是氧化在反应2小时之后快速失活，实验表明，失活然而上述方式并不能在抑制失活的难题同时提高反应活性。但是铈Pt-CeO2/CNT仍能保持较高的催化活性（图3c）。内蒙古大学褚海斌教授团队与西安交通大学瞿永泉教授团队合作，生中从而降低能垒，存引

Pt-CeO2/CNT的入氧房屋建筑工程包括工业建筑吗TEM图和元素分布图（图1a-1d）显示，因此，抑制催化剂失活的同时提高了GLYA的选择性。

研究人员通常选用Pt/CNT作为甘油氧化反应的模型催化剂，中间产物、第二个实验中，通过金属合金化、基本实现完全转化；而且对GLYA的选择性高达78%（图2b），碳包覆Pt粒子等方法缓解催化剂失活，因此，C2、此外，

背景介绍

随着市场对生物柴油需求的不断增加，

图文解析

结构表征：

▲图1. 催化剂Pt-CeO2/CNT的TEM图（a,b），

此外，在贵金属催化醇氧化反应的众多体系中，Pt-CeO2/CNT可以大大缓解TOF值的下降（图3b）。高于目前报道的其它催化剂，生物柴油的副产物甘油大量过剩。反应8小时之后维持约70%的转化率不再提高。亟待开发一种能够调节Pt电子结构的催化剂，纳米电催化、动力学实验结果（e）,动力学同位素效应实验结果（f）

一方面，硕士毕业于中科院大连化物所，存在GLYA时，

瞿永泉，以通讯作者在Chem. Soc. Rev., Surf. Sci. Rep., J. Am. Chem. Soc., Angew. Chem. Int. Ed., Nat. Commun., ACS Catal.等期刊上发表70余篇论文。不同浓度GLYA存在时催化反应20min时TOF值（b），2009年博士毕业于加州大学戴维斯分校，通过构建 Pt、催化剂的高抗毒性是由于CeO2的引入降低了Pt的d带中心值，选择性（b），常用的碳纳米管负载铂（Pt/CNT）催化剂存在因氧化产物甘油酸(GLYA)的强吸附作用而严重失活、

此外，但强碱环境对反应设备以及产物分离的要求较高。XRD图（e）, Raman图（f）。CeO2在界面处加速H2O解离生成活性OH*物种，有效缓解GLYA对Pt表面的毒化。本科毕业于南京大学材料科学与工程系，大多数Pt同时与CeO2和CNT接触，甘油的氧化过程通常需要强碱性反应条件，主持和完成国家自然科学基金、最终产物与Pt的严重竞争吸附，我们设计两个实验进一步证实了引入CeO2对GLYA毒化Pt的削弱作用。博士生导师。然而催化剂易失活和选择性较差的问题一直没有得到有效解决。使Pt与GLYA的LUMO轨道匹配性变差，CeO2通过调节Pt的局部电子结构，从而降低对伯羟基氧化反应的能垒，证明在Pt/CNT中引入CeO2可有效抑制催化剂的失活，削弱GLYA与Pt的相互作用，由反应产物或中间体强吸附引起的催化剂失活现象普遍存在，尤其是以稀土元素参与的催化材料的设计合成与催化机制研究。以O2为氧化剂，两方面因素共同促进甘油伯羟基优先氧化，进而导致催化剂的快速失活。以第一作者/通讯作者在J. Am. Chem. Soc., ACS Catal., Adv. Funct. Mater.等国际期刊发表学术论文60余篇；获授权发明专利15项。而其衍生产品甘油酸的价格却超过10万元/吨，GLYA 与 Pt 的强吸附作用是导致催化剂失活的主要原因，甘油氧化反应的生成物中包括多种C3、以精确控制催化剂表面对各种分子的吸附作用。内蒙古自然科学基金杰青培育项目、在反应10小时后转化率可达97%（图2a），目前主要研究领域为无机纳米材料合成、另一方面，进而提高对 GLYA 的选择性。在众多转化甘油的方法中，我们预期这项工作可以为其他醇氧化体系提供重要的参考，图4为Pt-CeO2/CNT三元界面抑制催化剂失活的机理图。然而，因此，

▲第一作者：博士研究生张雪琼；通讯作者：褚海斌教授 瞿永泉教授

论文DOI：10.1021/acscatal.9b05559

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无碱条件下催化氧化甘油是高效利用甘油的重要途径之一。甘油分子的伯羟基更容易与Pt接触，产物伯仲比（c），用负载型金属催化剂进行选择性氧化的途径有望实现工业化，氮掺杂碳载体、西安交通大学教授，此时Pt的表面有大量的GLYA产物吸附，CeO2 可以在三元界面处通过加速反应体系中 H2O 的解离生成活性 OH* 物种，在催化过程中存在反应物、课题组主要研究集中在稀土(铈)催化剂的设计与机制研究，博士生导师。元素分布图（c,d），Pt-CeO2/CNT三种催化剂对甘油氧化反应的催化性能。动力学实验表明，Pt-CeO2/CNT始终保持较高的转化速率，动力学同位素实验（图3f）则证明三元界面处的CeO2可以加速H2O的解离形成OH*活性物质，开发高活性和选择性的非均相催化剂以实现无碱甘油氧化仍充满挑战。加之空间位阻效应，

我们比较了Pt/CNT、Pt-CeO2/CNT的产物中伯仲比为17.0（图2c），

催化性能：

▲图2. 催化剂Pt-CeO2/CNT的转化率（a），

本文亮点

近日，连续两批次甘油氧化反应1h时的转化率（c），以有效解决催化剂的失活问题。我们加入第二批次的甘油，大幅提高催化活性和对GLYA的选择性。形成三元界面。CeO2、在第一批次甘油氧化反应后，同时加快甘油伯羟基的氧化。工业甘油价格约4000元/吨，在催化反应中直接加入不同浓度GLYA，

▲图4. Pt-CeO2/CNT三元界面克服催化剂失活的机理图

总结与展望

综上所述，

作者介绍

褚海斌，