东京理工大学 新型钯锆碳多相催化剂概述
这种新型催化剂由生长在惰性氧化锆载体上的氧化锆纳米颗粒组成
其简单的制造过程，加上其优于现有替代品的诸多优势，使所提出的催化剂成为铃木交叉偶联反应的一个有吸引力的选择
学分:东京理工大学 铃木交叉偶联反应是一种广泛使用的技术，用于结合有机化合物和合成工业或制药应用的复杂化学品
该方法需要使用钯催化剂，并且到目前为止，两种主要类型的钯基材料在实践中被用作多相催化剂
第一种是“负载金属的催化剂”，由负载在由氧化物或碳基材料制成的惰性载体上的钯原子(活性位点)组成
它们易于制备，并具有大的表面积和活性位点，可以发生铃木反应
然而，随着活性位点从载体上聚集/分离，这些催化剂迅速降解
第二种是“金属间催化剂”——由钯和另一种金属组成的分子
尽管这些催化剂在温和条件下更加稳定和有效，但它们不能充分利用所需的大量钯，因为很少有活性位点最终暴露在反应介质中
但是，如果这两种类型的催化剂结合起来，以克服其固有的局限性呢？ 在最近发表在《ACS Catalysis》杂志上的一项研究中，来自日本东京理工大学的一组科学家提出了一种非均相催化剂的新想法
他们选择纳米多孔碳化锆作为他们生长氧化锆纳米粒子的载体，氧化锆纳米粒子作为金属间催化剂
因为载体和活性化合物具有相同的元素(锆)，所以催化剂的化学制备非常简单
此外，总体利益远远不止于此
首先，新的钯-锆碳催化剂是高度稳定的，因为活性位点(氧化锆)被固定在纳米多孔锆碳载体上
氧化锆和氧化锆之间的强相互作用有助于提高整体催化稳定性，使钯-氧化锆催化剂能够重复使用15次以上
此外，暴露的钯位点不会聚集在一起并分散在整个载体中，实现了比单独的金属间催化剂大得多的有效面积
氧化锆在载体表面的均匀分布也意味着，与其他金属间催化剂相比，相同数量的活性硅需要更少量的钯——这种措施被称为钯原子经济性
也许最重要的是，这些好处是没有附加条件的；实际表现，我
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新催化剂的周转频率高于市售化合物
领导这项研究的细野秀夫教授解释说:“因为钯-锆碳具有带负电荷的钯和很强的给电子能力，我们的催化剂即使在室温下也能实现铃木交叉偶联反应的高催化性能
" 总的来说，由科学家团队进行的理论和实验分析的结果证实，他们的策略对于未来催化剂的发展是非常有希望的，正如细野教授所说:“我们的观察已经证明了将金属间催化剂与载体结合以同时改善多个方面的有效性，表明我们可以增加多相催化剂设计的自由度
" 改进催化剂是降低与合成复杂化学品相关的经济和环境成本的实用方法
只有时间会告诉我们有多少新颖的催化剂设计是受本研究采用的策略的启发
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