贵金属掺杂钛氧团簇的设计合成及催化性能研究

As a type of rapidly developed material in polyoxometalates, crystalline polyoxotitanates have attracted extensive attention. Despite an increasing number of crystalline polyoxotitanates have been documented, the continued in-depth relevant properties studies are rare. This project targets at catalysis, starts from structural design, aims to introduce Pd into the structure of polyoxotitanates through rational assembly, makes noble metal dopant crystalline polyoxotitanates, and develops an unprecedented strategy towards high C-H functionalization and water splitting catalysis. This kind of noble metal dopant crystalline polyoxotitanates combining characteristic of noble ions and polyoxotitanates will provide an important experimental support for the exploitation of multifunctional catalyst.

作为金属氧簇中发展较为迅速的一类新型材料，钛氧团簇晶态材料的研究引起了广泛关注。尽管钛氧团簇晶态材料的报道越来越多，但对其相关性能深入研究的工作还很少。本项目以催化功能为导向，从结构设计入手，以贵金属掺杂的钛氧团簇晶态材料为研究目标，通过选择合适的组装方案，将贵金属Pd等引入到钛氧团簇结构中，发展一类具有高催化效率的C-H键功能化反应和光催化分解水产氢反应的固体催化剂材料。此类结合了钛氧团簇和贵金属二者特点的贵金属掺杂钛氧团簇晶态材料将为多功能催化剂的开发提供重要实验支撑。

作为本体纳米二氧化钛的结构与活性的模型分子，钛氧簇合物的研究得到了广泛的关注。本项目以催化功能为导向，从结构设计入手，以贵金属掺杂的钛氧团簇晶态材料为研究目标，开展了贵金属掺杂钛氧团簇晶态材料的构筑及催化性能研究。项目执行以来，我们按照研究计划，在前期钛氧团簇的研究基础上，通过探索晶态材料制备条件，成功获得了一系列贵金属掺杂的钛氧团簇，筛选了部分稳定性优异的晶态材料，评估了其催化性能，表明其在二氧化碳转化方面的潜在应用。自项目开展和实施以来，在项目人员的共同努力下将取得的研究进展整理成文章，相关研究成果已发表在Chem. Soc. Rev., Chinese J. Catal., Inorg. Commun.等知名期刊上，其中包含中科院分区I区文章3篇。本项目结合了钛氧团簇和贵金属二者特点的晶态材料将为多功能催化剂的开发提供借鉴。