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肉桂醇是香料、药物及其他精细化工产品生产过程中的重要原料和反应中间体，目前工业上生产肉桂醇的方法多局限在均相计量还原法上，但其反应条件苛刻、还原剂用量大、反应后产物分离繁琐、产生大量废弃物，不符合可持续经济发展的要求，而采用多相催化加氢的方法具有反应条件温和、还原剂(氢气)绿色无污染、催化剂易于分离、可循环使用等特点，因此研制经济高效的肉桂醛选择加氢催化剂具有重要的学术意义和经济价值。
【2】599肉桂醇可作为医药原料，常用于心脑血管药物的合成，如脑益嗦等，对病毒引起的肺瘤能有效抑制；临床用于血癌、子宫癌、卵巢肿瘤、食管癌等多种肿瘤。
【8】Chambers A, Jaekson S D, Stirling D,Webb G Selective Hydroge natio n of Cinn amaldehyde over Supported Copper Catalysts[J].J Catal,1997,168(2):301 —314.载体1. Fe离子沉积增加了催化剂有效比表面积，减小了Au颗粒尺寸.[5]K.M. Parida et al. Low temperature CO oxidation over gold supported mesoporous Fe-TiQ. J. Mol. Catal. A319 (2010) 92- 972. 具有大比表面积的载体是金颗粒高度分散的前提，而载体的浸润性决定了金催化剂在焙烧过程中是否会团聚成大的金颗粒，若团聚其催化活性降低。
[6]8983. 载体与纳米金颗粒之间的相互作用强度也是影响催化活性的关键因素。
(几何效应)当金颗粒以半球状附着在载体表面时与载体表面的相互作用较强，由于半球状附着在载体表面上的金的自由能要比球状附着在载体表面上的自由能大，所以半球状的金颗粒更容易吸附反应介质以降低其自由能，因此，其催化活性一般较高；而以球状附着在载体表面时金颗粒难吸附反应介质，使得其催化活性较低。
金属氧化物与载体相互作用金属氧化物是指由金属元素和氧元素组成的化合物。
它们在自然界中广泛存在，并且具有许多重要的应用。
与载体相互作用是金属氧化物的一个关键特性，它影响着金属氧化物的结构、性质和性能。
金属氧化物与载体相互作用的本质是金属氧化物与载体表面之间的相互作用。
这种相互作用可以是物理吸附，也可以是化学吸附。
物理吸附是指金属氧化物与载体表面之间的静电引力或范德华力等非共价力的吸引作用。
化学吸附是指金属氧化物与载体表面之间的化学键形成，从而形成化学吸附物。
金属氧化物与载体相互作用的方式取决于金属氧化物和载体的性质。
一般来说，金属氧化物分子中的金属离子与载体表面的活性位点相互作用。
这些活性位点可以是载体表面的氧原子、羟基、氨基等。
金属氧化物的离子大小、电荷状态、晶格结构等都会影响与载体的相互作用方式。
金属氧化物与载体相互作用的结果是金属氧化物的分散性和稳定性得到提高。
相互作用可以增强金属氧化物与载体之间的结合力，从而减少金属氧化物的聚集和沉积。
这对于一些应用领域特别重要，例如催化剂、电化学材料等。
金属氧化物与载体相互作用还可以改变金属氧化物的表面性质和催化性能。
通过与载体表面的相互作用，金属氧化物的表面酸碱性和氧化还原性等性质可以得到调控。
这将对金属氧化物在催化反应中的活性和选择性产生重要影响。
金属氧化物与载体相互作用是金属氧化物的重要特性，它影响着金属氧化物的结构、性质和性能。
通过与载体的相互作用，金属氧化物的分散性和稳定性得到提高，表面性质和催化性能得到调控。
这对于金属氧化物在各种应用领域的研究和应用具有重要意义。
路易斯酸金属和载体相互作用路易斯酸是指可以接受一对电子对的化合物或离子，而金属则是一类具有良好导电性、热导性和延展性的元素。
当金属与载体相互作用时，其与路易斯酸之间会发生一系列重要的化学反应和现象。
首先，金属与路易斯酸之间发生的最常见的反应是酸碱中和反应。
在这种反应中，金属将其外层电子转移到路易斯酸中，形成金属离子和相应的阴离子。
这一反应在生物体系中尤为重要，因为金属离子在细胞内起着重要的催化作用，对于维持生命活动是必不可少的。
另外，在工业生产中，酸碱中和反应也常用于去除金属表面的氧化物和其他不良物质，以改善金属的性能。
其次，金属与路易斯酸之间还可以发生配位反应。
在这种反应中，金属离子与路易斯酸中的配体形成配位化合物。
配体可以是不同的化学物质，如水、氨、卤素等。
金属离子与配体的结合产生了一种新的物质，称为配位化合物。
这些配位化合物在催化剂、药物和材料科学等领域中具有广泛的应用。
金属离子与水分子形成的配位化合物也被广泛应用于工业生产中的离子交换和水处理等过程中。
在离子交换中，金属离子通过吸附到载体表面的功能基团与溶液中的其他阳离子进行置换，从而实现溶液纯化、金属回收等目的。
而在水处理过程中，金属离子被用作催化剂，加速氧化和分解水中的有机污染物，提高水的净化效果。
此外，金属与路易斯酸之间的相互作用还可以在电化学反应中发挥重要作用。
在电化学反应中，金属可以作为电极参与反应，而路易斯酸可以作为电解质参与反应。
当金属电极与溶液中的路易斯酸形成了一个电池系统时，金属电极上的电子可以通过电解质传递到路易斯酸中，从而实现化学能量和电能的转换。
这种电化学反应不仅在能源领域中具有重要应用，如燃料电池和锂离子电池等，还在化学分析和电镀等领域中发挥着巨大的作用。
总结起来，金属与路易斯酸之间的相互作用包括酸碱中和反应、配位反应和电化学反应等。
这些相互作用不仅在生物体系中发挥重要作用，维持生命的正常运行，也在工业生产和能源领域中具有广泛应用。
单原子催化剂的金属载体强相互作用综述一、引言单原子催化剂是指催化剂中的金属组分以单个原子的形式均匀分散在载体上。
与传统的纳米颗粒催化剂相比，单原子催化剂具有更高的原子利用率、独特的电子结构和优异的催化性能。
然而，要实现单原子催化剂的高效稳定应用，必须深入理解并精确调控金属与载体之间的相互作用。
金属载体强相互作用（SMSI）作为一种重要的界面现象，对于优化单原子催化剂的性能具有关键作用。
二、金属载体强相互作用的基本概念金属载体强相互作用是指在高温或特定化学环境下，金属与载体之间形成的一种强化学键合作用。
这种作用会显著改变金属原子的电子结构和化学性质，进而影响催化剂的活性、选择性和稳定性。
在单原子催化剂中，由于金属原子高度分散，金属与载体之间的接触面积大大增加，使得SMSI效应更为显著。
三、金属载体强相互作用的影响因素1. 载体的性质：载体的种类、比表面积、孔结构、表面官能团等都会影响金属与载体之间的相互作用。
例如，具有高比表面积和丰富表面官能团的载体能够提供更多的锚定位点，从而增强金属与载体之间的相互作用。
2. 金属的种类和价态：不同金属具有不同的电子结构和化学性质，因此与载体之间的相互作用也会有所不同。
此外，金属的价态变化也会影响其与载体之间的相互作用。
例如，部分还原的金属离子可能与载体形成更稳定的化学键。
3. 制备方法和条件：催化剂的制备方法和条件对于金属与载体之间的相互作用具有重要影响。
例如，高温煅烧可能导致金属与载体之间形成更强的化学键合作用；而湿化学法则可能通过表面官能团的锚定作用实现金属原子的稳定分散。
四、金属载体强相互作用的调控策略1. 载体表面修饰：通过引入特定的官能团或构建特定的表面结构，可以调控载体与金属之间的相互作用。
例如，在载体表面引入含氧官能团可以增强金属原子的锚定作用；构建介孔结构则有助于实现金属原子的均匀分散和稳定固定。
2. 金属前驱体选择：选择合适的金属前驱体对于实现金属与载体之间的强相互作用至关重要。
贵金属催化剂中的金属-载体强相互作用2016-05-15 12:58来源：内江洛伯尔材料科技有限公司作者：研发部金属载体的相互作用示意图1978年，Tauster等发现过渡金属钌、铑、钯、锇、铱、铂负载于二氧化钛上经高温(773K以上)还原后，CO和H2的化学吸附几乎近于零;同一催化剂，低温(473K)还原却对CO和H2有正常的化学吸附能力。
电子显微镜和X-射线衍射结果均证明，高温还原的催化剂化学吸附能力的丧失不是由于金属的熔结。
Tauster等将这一不寻常现象归于贵金属与载体间的化学相互作用，并定义为“金属一载体强相互作用”(StrongMetal-Support Interaction, SMSI)。
后来还发现，这种金属一载体强相互作用不仅具有抑制H2和CO化学吸附能力的特征，而且对这些催化剂的反应活性、选择性有极大影响，如可使CO/H2反应活性比常规载体(SiO2/Al2O3等)担载的催化荆增高1-2个数量级。
选择性向C2以上烷烃方向移动。
对烷烃脱氢和乙烷氢解反应活性却比常规催化剂低几个数量级。
另外，这些处于SMSI态的催化剂，经氧化处理，然后再低温还原，能够恢复其正常的化学吸附能力。
SMSI的不寻常现象引起各国学术界和工业界催化学者及表面科学研究者的极大兴趣。
1982年，国际催化界在法国里昂召开了关于“催化作用中，金属一载体、金属一添加剂效应”的专题讨论会。
1984年，在西柏林召开的第八届国际催化会议对这一领域的研究也给予高度重视。
到目前为止,人们已经用量化计算、电镜、X光电子能谱、X射线粉末衍射、俄歇电子能谱、同步辐射、电子顺磁共振、程序升温脱附等多种工具对金属-载体强相互作用产生的机理进行了大量研究,但不同于催化剂体系发生强相互作用的机理不同,因此,还没有定论。
在诸多研究中主要是从四个方面来解释这种现象的，金属间成键、特殊的形貌结构、电子效应、载体对金属的包覆。
近年来,越来越多的研究者倾向认为载体对金属的包覆是产生金属-载体强相互用的主要原因,并且同时伴随着金属与载体间电荷转移的重要作用。
金属与碳化物载体间强相互作用(SMSI)研究马丁【期刊名称】《《物理化学学报》》【年(卷),期】2019(035)008【总页数】2页(P794-795)【作者】马丁【作者单位】北京大学化学与分子工程学院北京 100871【正文语种】中文Au与MoCx载体之间的SMSI效应，形成高分散Au以及表现出优异的低温水气变换反应性能；Au/MoO3界面与Au/MoCx界面结构可以通过氧化-碳化循环处理实现可逆转化。
金属-载体强相互作用(Strong Metal-Support Interaction，SMSI)是多相催化中的一个重要概念1。
以往的研究结果表明SMSI效应通常涉及的载体为可还原金属氧化物(TiO2、CeO2等)，活性金属为第八族贵金属(Pt、Pd、Rh等)和过渡金属(Co、Ni等)。
其典型的特征为在可逆还原-氧化处理条件下部分还原的载体(如TiO2-x)对金属纳米颗粒表面存在包裹-去包裹现象2。
由此发生界面电子转移、纳米粒子表面结构变化、气体分子吸附强度改变等现象，并最终影响催化反应性能。
近年来关于SMSI效应有很多新的研究进展，但大都涉及氧化物载体。
过渡金属碳化物(例如WC、Mo2C等)是一类非常有应用前景的催化材料，其多变的结构组成、类贵金属的电子性质等特性使其在很多催化反应中表现出优异的性能。
很多报道都关注了碳化物作为催化剂载体时对金属催化剂的影响。
例如，TiC和金属之间的强电荷极化作用3，Pt在Mo2C上呈现二维纳米结构4，WC薄膜或者纳米颗粒表面稳定单层Pt原子5,6，α-MoC负载高分散的Pt和Au结构在催化甲醇分解制氢及水气变换反应中表现极高的反应活性7,8。
因此，如果将金属/氧化物催化体系中广泛研究的SMSI效应推广到金属/碳化物催化体系，将会大大加深人们对于金属催化中界面效应的理解，同时促进碳化物材料在催化中的应用。
最近，中国科学院大连化学物理研究所傅强研究员和包信和院士研究团队发现，从MoO3担载的Au纳米粒子出发，通过一步碳化得到Au/MoCx催化剂，其中Au 呈现高分散态，Au与碳化物载体之间存在界面电荷转移，并在低温水气变换反应中有很高的反应活性，这些结果证实了Au与载体碳化钼之间存在的强相互作用。
肉桂醇是香料、药物及其他精细化工产品生产过程中的重要原料和反应中间体，目前工业上生产肉桂醇的方法多局限在均相计量还原法上，但其反应条件苛刻、还原剂用量大、反应后产物分离繁琐、产生大量废弃物, 不符合可持续经济发展的要求, 而采用多相催化加氢的方法具有反应条件温和、还原剂（氢气）绿色无污染、催化剂易于分离、可循环使用等特点，因此研制经济高效的肉桂醛选择加氢催化剂具有重要的学术意义和经济价值。
【2】599肉桂醇可作为医药原料,常用于心脑血管药物的合成, 如脑益嗦等, 对病毒引起的肺瘤能有效抑制; 临床用于血癌、子宫癌、卵巢肿瘤、食管癌等多种肿瘤。
【8】Chambers A, Jaekson S D, Stirling D,Webb G. Selective Hydrogenation of Cinnamaldehyde over Supported Copper Catalysts[J].J Catal,1997,168(2):301一314.载体载体本身的比表面积、浸润性及载体与纳米金粒子间的相互作用1.Fe离子沉积增加了催化剂有效比表面积, 减小了Au颗粒尺寸. [5]K.M. Parida et al. Low temperature CO oxidation over gold supported mesoporous Fe-TiO2. J. Mol. Catal. A319 (2010) 92–972.具有大比表面积的载体是金颗粒高度分散的前提，而载体的浸润性决定了金催化剂在焙烧过程中是否会团聚成大的金颗粒, 若团聚其催化活性降低。
[6]8983.载体与纳米金颗粒之间的相互作用强度也是影响催化活性的关键因素。
（几何效应）当金颗粒以半球状附着在载体表面时与载体表面的相互作用较强，由于半球状附着在载体表面上的金的自由能要比球状附着在载体表面上的自由能大, 所以半球状的金颗粒更容易吸附反应介质以降低其自由能, 因此, 其催化活性一般较高；而以球状附着在载体表面时金颗粒难吸附反应介质，使得其催化活性较低。
因此，金与载体间的相互作用力越强,金粒子在载体表面的形状越扁平,因此催化活性越高。
另外, 这种相互作用也能使金的电子结构发生变化, 通常当金负载在可还原性的载体上时, 由于载体的氧缺陷位与金之间存在电子转移,金带有更多的负电荷, 使得在α，β-不饱和醛选择加氢反应中对α，β-不饱和醇显示了更高的选择性。
【6】899 [6]徐新, 罗国华, 赵如松. 高活性负载型纳米金催化剂的制备及应用进展. 石油化工, 2005, 34(9):898～902几何效应晶面或反应物分子结构的不同能影响吸附构型的取向。
此外,载体的结构特征及其还原能力对Au催化剂的加氢性能也会产生很大影响。
电子从还原的载体上转移到金属颗粒上时,生成了更多的富电子Au颗粒,而这些富电子Au颗粒对C= O键加氢极其有利,从而使C =O键加氢的选择性远远高于C=C键。
【1】331 [1]邢铁锋, 刘迎新, 寻增才, 严巍等. Au催化剂在液相选择性加氢反应中的应用进展. 石油化工, 2009, 38(3):329～334助剂的影响1.锐钛矿晶粒中部分Ti4+被Fe3+取代产生晶体缺陷，使金粒径减小。
而且它还作为金颗粒的定位中心，妨碍金粒子的扩散并防止更大金颗粒的形成。
2. 助剂的加入提高了载体的结构性能(比表面积) 和还原性，使金分散性更好，从而提高催化剂的耐热性、机械强度.亲电子性的Mδ+有利于活化羰基，从而提高了肉桂醇的选择性。
[2]P6013. 助剂的加入可以提高加氢的活性和不饱和醇的选择性。
Liu等考察了Fe 对Co/γ-Al2O3 的改性研究，结果表明Fe 的加入可以提高催化剂的活性和选择性，认为Fe 的引入使Co在载体表面产生富集。
【2】601【2】许莉勇，张新波，张斌等. 肉桂醛多相催化选择性加氢制肉桂醇的研究进展. 中国现代应用药学, 2010,27(7)599~603烧结温度（载体制备中）【3】211第一，载体碱性随烧结温度增加而增强，在沉积沉淀法过程中影响金溶液的pH和催化剂表面金的价态。
第二，水滑石的表面积随着烧结温度的增加而增加。
温度100℃,200℃,300℃烧结温度时，金的实际负载量和颗粒尺寸几乎相同。
因此，Au3+/Au0比例决定催化剂的催化性能。
吸附作用1. Fe以离子态沉积，它对醛带负电的偶极子的亲和作用能增强巴豆醛的吸附和活化作用。
[3]P2142. 更有利于氢的竞争吸附，使催化剂能够吸附更多的氢，从而提高了反应活性．电子结构：载体活性和Au3+/Au0之间的联系: 载体活性越高，Au3+/Au0比例越大，其催化加氢选择性和转化率也越高。
[3]P214[3]Hsing-Y u Chen, Ching-Tu Chang, Shu-Jen et al. Selective hydrogenation of crotonaldehyde in liquid-phase over Au/Mg2AlO hydrotalcite catalysts .Appl. Catal A: Gen. 381 (2010) 209–2151. 这种金属-载体相互作用也能使金的电子结构发生变化, 通常当金负载在可还原性的载体上时, 由于载体的氧缺陷位与金之间存在电子转移, 金带有更多的负电荷。
2. 催化剂表面还原态的Au增加有利于C=O 键的吸附。
【2】6023. 金粒子与载体之间可能存在较强的电子相互作用，使得载体Au-xFe-TiO2层板晶格中的Fe3+ 上的电子转移到Au物种上。
[4]5294. Fe3+作为光致电荷载体的复合中心。
TiO2表面金的存在增加了光致电子向金的迁移，从而提高了电子和空穴分离。
尽管Fe3+有利于电子空穴复合，但这种作用被沉积在0.57Fe-TiO2表面的Au有效削弱。
因为光致电子迅速被Au捕获并且剩下的空穴被Fe3+ 捕获，电子-空穴对的复合率减少,光催化性能提高。
【4】530[4]Y M Wu, J L Zhang et al. Preparation and characterization of TiO2 photocatalysts by Fe3+doping together with Au deposition for the degradation of organic pollutants. Appl. Catal B: Environ 88 (2009) 525–5325.Au -Fe纳米颗粒中铁的存在在增强了Au-Ti相互作用，从而能稳定Au原子防止它发生热解吸。
除此之外，因为Au -Fe的键能比Fe -Fe 二聚物的键能高，所以我们预期通过双金属纳米簇中的Au来稳定Fe 原子。
[7]1444[7] Naitabdi et al. Thermal Stability and Segregation Processes in Self-Assembled Size-Selected Au x Fe1-x Nanoparticles Deposited on TiO2(110):Composition Effects. J. Phys. Chem.C 113(2009) , 1433–14466.Au纳米粒子通常沉积在TiO2载体的氧缺陷位上,而氧空穴位是施主型缺陷位,当金沉积在氧缺陷位上时,金与载体TiO2之间发生强相互作用,表面的Ti(III)会转移部分电子给金属态的金,使得纳米Au得到电子,显电负性,同时Ti(III)氧化为Ti(IV). (Au/TiO2催化剂制备及其在巴豆醛选择加氢反应中的应用)7.[纳米二氧化钛表面修饰与改性及其光催化性能研究]徐悦华等I5s]采用将Tio:加入Fe(oH):胶体中的方法制备了掺杂Fe,+的Tio2，以光催化降解甲胺磷,研究了其光催化活性"结果表明在360一650nm范围内,Fe203用O:吸收光的性能比TIO:好,且掺杂量对光催化性能影响较大,当摩尔比n(Fe)/n仍)<0.3%时,Fe203用O:的光催化活性大于TiO2:,最佳掺杂量为0.2%;当掺杂量大于0.5%时,Fe203爪0:的光催化活性低于Tio:"认为当n(Fe)/n(T,i)<0.3%时,不同能级半导体Fe2o3(Eg=2.2ev)和TioZ(Eg=3.2eV)之间发生复合,使其激发波长红移"而且由于形成Ti一0一Fe,即相当于在复合的同时亦进行了掺杂,使复合微粒存在杂质能级,有利于低能光生载流子的转移,且使光生电子一空穴得到有效分离,故Fe2O3爪0:的光催化活性大于TIOZ;但当复合量大于0.5%时,Fe2O3完全覆盖了TIO2,导致Fe2O3爪0:的光催化活性低于TIO2"暴露{001}面TiO2纳米片分等级花状结构的制备及其光催化活性（英文）Photocatalytic Activity of Hierarchical Flower-Like TiO2 Superstructures with Dominant {001} Facets【作者】向全军；余家国；【Author】XIANG Quanjun,YU Jiaguo State Key Laboratory of Advanced Technology for Material Synthesis and Processing,Wuhan University of Technology,Wuhan 430070,Hubei,China【机构】武汉理工大学材料复合新技术国家重点实验室；【摘要】以钛酸盐纳米管为前驱体,在HF-H2O-C2H5OH的混合溶液中,采用一种简单的醇热方法合成了具有87%暴露{001}面的TiO2纳米片自组装形成的分等级花状TiO2超结构.运用X射线衍射、扫描电镜、透射电镜和N2吸附-脱附等方法对样品进行了表征,并在紫外光照射下于空气和溶液中分别考察了其光催化降解丙酮和甲基橙反应活性.结果表明,这种分等级花状结构TiO2的光催化活性比商业P25和在纯水中制备得到的片状锐钛矿TiO2的光活性高得多.这主要是由于该样品具有分等级的多孔结构,暴露的{001}晶面和增强的光吸收能力.这种分等级花状TiO2超结构在太阳能电池、光催化产氢、光电子器件、传感器和催化方面也具有巨大的应用前景.。
