Abstrak
Sementara material nanostruktur monodispersi atomik dengan dopan heterometal yang dapat dikontrol sangat diinginkan untuk mengungkap hubungan struktur-katalisis, sintesis terkontrol dan penentuan struktur tingkat atomiknya tetap menjadi tantangan yang signifikan. Di sini, kami melaporkan klaster titanium-oxo berukuran nano yang menampilkan dua situs heterometalik, Ti10M2O8Sal6(HSal)2(OCH3)16(CH3OH)4 (dilambangkan sebagai TiM2; M2 = MnCu, CaCu, Cu2, Mn2, Ca2; Sal dan HSal masing-masing mewakili salisilat dan 2-hidroksibenzoat), yang digunakan untuk mengkatalisis dan fotokatalisis sikloadisi CO2/epoksida untuk mensintesis karbonat siklik. Khususnya, keadaan valensi Cu dimodulasi oleh Mn dalam klaster TiMnCu karena Cu ada dalam valensi δ+ (1 < δ < 2), sedangkan dalam TiCu2 dan TiCaCu, Cu adalah valensi +2. TiMnCu menunjukkan aktivitas katalitik dan selektivitas tertinggi dengan 1 atm CO2, dan juga aktivitas efektif menggunakan gas buang yang disimulasikan. Eksperimen dan simulasi teori fungsi kerapatan mengungkapkan bahwa aktivasi CO₂ merupakan langkah penentu laju, dengan valensi Cu yang berkurang mendorong aktivasi CO₂ dan memposisikan CO₂ yang teradsorpsi lebih dekat ke epoksida, sehingga memfasilitasi proses siklisasi. Studi kami menggarisbawahi bahwa dalam penyangga oksida logam dengan pusat heterometal, modulasi keadaan elektronik oleh heterometal yang berbeda dapat meningkatkan kinerja katalitik secara signifikan.
Modulasi Keadaan Elektronik dari Situs Tunggal-Cu pada Kluster Titanium-Oxo yang Didoping Bimetalik untuk Meningkatkan Penyimpanan CO2
