비탄화 팔라듐 단일 원자 촉매

단일 원자 촉매(SAC)의 성능은 지지체의 특성에 크게 좌우되며, 유기 고분자는 조절 가능한 물리화학적 특성과 다양한 작용기로 인해 유망한 지지체 후보로 부상했습니다. 그러나 기존 유기 고분자 지지 SAC 제조에 흔히 필요한 고온 탄화 과정은 작용기 손실을 초래하여 금속-지지체 상호작용 및 촉매 성능을 저하시키는 문제가 있었습니다. 본 연구에서는 탄화 과정 없이 원자 단위로 분산된 팔라듐(Pd)을 안정화하는 지속 가능한 질소 기능화 리그닌 기반 페놀 수지(N-LPR) 지지체 합성 전략을 보고합니다. 암모니아수(NH3·H2O)를 질소원 및 촉매로 사용하여 고분자량 리그닌 분획(L3)을 독특한 나노 사슬 구조, 높은 표면적, 풍부한 아민기를 가진 N-L3PR-50% 지지체로 전환했습니다. 이 지지체는 상온에서 Pd 원자를 직접 고정할 수 있습니다. 그 결과, Pd@N-L3PR-50% 촉매는 80°C에서 약 100%의 바닐린 전환율과 97.91%의 2-메톡시-4-메틸페놀 선택성을 달성했습니다. 이는 N-L3PR-50% 지지체가 제공하는 안정적인 Pd-N 배위 및 우수한 흡착 능력 덕분이며, 뛰어난 주기 안정성과 리그닌 유래 알데하이드에 대한 적응성을 보였습니다. 이 연구는 강력한 바이오매스 유래 화학물질 전환을 위한 리그닌 기반 SAC를 제조하는 간단한 비탄화 전략을 제시할 뿐만 아니라, 다기능 유기 고분자를 SAC 지지체로 활용하는 새로운 길을 열었습니다.