中科院大連化物所鄧德會副研究員和包信和院士帶領的研究團隊，在長期研究二維催化材料和納米限域催化基礎上，近日成功將FeN4結構限域在納米石墨烯骨架中，使其具有優(yōu)異的催化活性和穩(wěn)定性，能夠在室溫甚至0℃高選擇性催化氧化苯生成苯酚。這一研究結果給低溫下高效選擇氧化的非貴金屬催化劑的設計提供了新的思路和借鑒，對于石墨烯制備技術的升級和產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)也有積極作用。
   

    該研究團隊經(jīng)過5年多探索，通過高能球磨酞菁鐵分子與石墨烯納米片，通過控制球磨條件，巧妙地利用N原子與石墨烯的C原子形成強的共價鍵，使N原子作為一個“錨”來穩(wěn)定配位不飽和的鐵中心。
   

    研究團隊還與東南大學、中科院物理所、加拿大等多方合作，實現(xiàn)了納米石墨烯限域單原子鐵催化劑研究的突破，首次觀察到FeN4在石墨烯骨架中的原子結構。進一步理論計算表明，形成的FeN4結構能夠在石墨烯骨架中有效穩(wěn)定，并且能高效分解雙氧水，進而可以在室溫甚至0℃下催化苯氧化生成苯酚。