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单原子催化剂（SACs）由于其具有明确的金属活性位点、较高的原子利用效率和优异的性能，在多相催化中得到了广泛的应用。 沸石咪唑骨架（ZIFs）由于其优异的孔结构和可修饰性以及高氮含量，可以作为制备N掺杂碳负载单原子催化剂的理想牺牲模板。 为了提高ZIF衍生的N掺杂碳负载单原子催化剂的催化性能，常用的方法是预改性ZIF和引入杂原子。 在此，我们开发了一种用于合成S掺杂ZIF的球磨方法，其中硫脲用作硫源，苯胺和氨用于调节ZIF的形貌和粒度。 通过S掺杂ZIF的热解得到的N，S共掺杂碳负载的锌单原子催化剂，其中的Zn位点与3~4个N以及一个S配位。 该催化剂在芳香胺与醇的氢N-烷基化反应中表现出优异的性能，原子和氧化还原经济性。
论文要点： （1）将苯胺、氨和硫脲改性球磨制备的S掺杂ZIFs热解，开发了一种简单且可扩展的合成N，S共掺杂碳负载锌单原子催化剂的策略。
（2）与大多数报道的非贵金属基催化剂相比，该催化剂通过借氢策略（120℃，TOF高达8.4 h-1）对胺与醇的N-烷基化反应表现出优异的活性。
（3）据我们所知，这是Zn-SAC通过借用氢策略催化芳香胺的N-烷基化的第一个例子，其中苯胺与惰性脂肪族醇的N-烷基基化也顺利进行。
（4）还研究了S掺杂对反应的作用：（1）它增加了催化剂（CNS@Zn1-AA）的缺陷和比表面积; （2）它提高了Zn位点的电子密度，从而提高了CNS@Zn1-AA实验和理论计算结果都证实了这一点。
（5）这种催化剂可以通过简单的离心回收，并且可以重复使用至少8次，而没有明显的活性损失。 该工作已经发表在Nanomaterials上，第一作者为南理工博士研究生张雪萍，通讯作者为南理工教师陆国平。 Zhang, X.; Zhang, Q.; Reng, J.; Lin, Y.; Tang, Y.; Liu, G.; Wang, P.; Lu, G.-P., N, S Co-Coordinated Zinc Single-Atom Catalysts for N-Alkylation of Aromatic Amines with Alcohols: The Role of S-Doping in the Reaction. Nanomaterials 2023, 13 (3), 445. https://www./2079-4991/13/3/445 |
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