Modulasi Elektronik dan Paparan Situs Aktif Menggunakan Fullerenolamine C60 Memungkinkan Oksidasi Alkohol Berkinerja Tinggi pada Katalis Metallena Pd

Abstrak
Ketersediaan situs aktif dan struktur elektronik katalis heterogen logam sangat penting untuk memaksimalkan kinerja katalitiknya. Dalam studi ini, kami menjelaskan sistem katalis yang baru dan efisien, Pd metallene (Pdene) yang dimodifikasi dengan C60 fullerenolamine (FA), dan menunjukkan bahwa molekul FA tidak hanya meningkatkan ketersediaan situs aktif tetapi juga memberikan efek elektronik yang meningkatkan kinerja katalitik Pdene dalam reaksi oksidasi alkohol. Secara khusus, FA meningkatkan luas permukaan aktif elektrokimia melalui dispersi, sementara karakteristik penarikan elektronnya menginduksi permukaan yang kekurangan elektron pada Pdene, yang memfasilitasi penyerapan zat antara yang kaya elektron (OH*) dan desorpsi zat antara beracun yang kekurangan elektron (CO*). Signifikansi praktis dari modifikasi ini ditunjukkan dengan mencapai peningkatan aktivitas massa sebesar 54,5% dan peningkatan aktivitas spesifik sebesar 46,3% untuk oksidasi etanol relatif terhadap Pdene. Di luar peningkatan ini, katalis FA-Pdene menunjukkan stabilitas operasional yang luar biasa, ketahanan keracunan CO yang unggul, dan selektivitas jalur C1 yang ditingkatkan. Analisis mendalam yang memanfaatkan spektroskopi inframerah transformasi Fourier in-situ, yang dipadukan dengan perhitungan teori fungsi kerapatan, menawarkan wawasan berharga tentang bagaimana ligan FA memodulasi jalur mekanistik yang terlibat dalam proses oksidasi etanol. Efek katalitik yang dimediasi fullerene ini dapat menjadi kunci untuk membuka potensi sistem berbasis logam.