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二維（2D）金屬納米材料由于具有足夠的不飽和金屬原子、較高的比表面積和表面應(yīng)變，在多相催化中引起了廣泛的關(guān)注。然而，納米顆粒中強(qiáng)烈的金屬鍵結(jié)合加劇了金屬烯幾何結(jié)構(gòu)可控調(diào)控的難度。在MD模擬的基礎(chǔ)上，浙江工業(yè)大學(xué)王建國(guó)教授、李小年教授和姚子豪講師（共同通訊作者）等人報(bào)道了一種在室溫下由強(qiáng)金屬-載體相互作用（SMSI）誘導(dǎo)的高效電偶置換策略來構(gòu)建負(fù)載在Nb₂C MXenes上的Pd金屬烯（Pd/Nb₂C）。測(cè)試發(fā)現(xiàn)，Pd/Nb₂C在不影響穩(wěn)定性的情況下，在溫度為25 ℃條件下，具有10372 h^?1的周轉(zhuǎn)頻率和96%的選擇性。

通過art DFT計(jì)算，作者研究了三元Pd金屬的原子結(jié)構(gòu)。以Nb₂C支撐的單層到四層Pd為模型，研究其可能的結(jié)構(gòu)。在Nb₂C上加載兩層Pd的模型中，Pd的模擬晶格空間（0.222 nm）與HR-TEM觀測(cè)值接近，誤差僅為0.4%。Pd金屬烯具有六元環(huán)的椅狀結(jié)構(gòu)，頂層的Pd原子僅與內(nèi)層的3個(gè)Pd原子配位，與EXAFS結(jié)果一致。在同一頂層的Pd-Pd距離較長(zhǎng)處觀察到無鍵現(xiàn)象，這種表面應(yīng)變是由Pd與Nb₂C載體之間的晶格失配所引起。

選取兩層Pd(111)與Nb₂C之間的電子分布，通過DFT計(jì)算進(jìn)一步研究了強(qiáng)相互作用性質(zhì)。結(jié)果表明，電荷的積累主要集中在上層的Nb原子和內(nèi)層的Pd原子。負(fù)電荷定位在最內(nèi)層的Pd原子中，表明電子是從上面的Nb原子轉(zhuǎn)移過來的。具體而言，最里面的Pd原子平均帶0.24 |e|負(fù)電荷。對(duì)比內(nèi)部Pd原子，內(nèi)部Nb原子向外層Pd原子的電荷轉(zhuǎn)移顯著降低，平均為0.05 |e|。總之，DFT計(jì)算等結(jié)果證實(shí)，通過SMSI生產(chǎn)了Nb₂C上負(fù)載的Pd金屬烯，以及通過改變Nb₂C上的表面官能團(tuán)，Pd物種從3D轉(zhuǎn)為2D。

Tripodal Pd metallenes mediated by Nb₂C MXenes for boosting alkynes semihydrogenation. Nat. Commun., 2023, DOI: 10.1038/s41467-023-36378-3.

https://doi.org/10.1038/s41467-023-36378-3.

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Nature子刊：Pd/Nb2C助力炔烴半加氫反應(yīng)

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