N-도핑된 탄소 층을 통한 Ni 나노입자 표면의 전자 및 steric 수정이 알킨의 고도로 선택적인 반수소화 가능하게 함

알킨을 알켄으로 선택적으로 반수소화하는 것은 화학 산업에서 매우 중요합니다. 그러나 높은 촉매 활성을 동시에 달성하는 것은 큰 도전 과제로 남아 있으며, 이는 효율적이고 선택적인 촉매 개발이 필요함을 의미합니다. 본 연구에서는 Ni 나노입자(NPs)를 코어로 하고 N-도핑된 탄소 층을 쉘로 가지는 공간적으로 제한된 Ni 촉매를 개발하였습니다. 코어–쉘 구조는 Ni NPs가 집합체로부터 효과적으로 보호되어 안정성을 크게 향상시킬 뿐만 아니라, N-도핑된 탄소 층과의 밀접한 계면 상호작용을 통해 Ni NP 표면의 steric 및 전자적 효과를 생성합니다. 그 결과, 생성된 촉매는 알킨을 알켄으로 반수소화하는 데 있어 높은 활성과 선택성을 모두 나타냈습니다. 다양한 말단 및 내부 알킨들이 매우 선택적인 방식으로 각각의 알켄으로 효율적으로 환원되었으며, 다양한 기능성 그룹이 잘 수용되었습니다. 특히, 이러한 공간적으로 제한된 Ni NPs는 대규모 합성에 적용 가능하며, 높은 안정성을 보여주고, 활성과 선택성의 뚜렷한 감소 없이 연속적인 재사용을 위한 분리도 용이합니다. 포괄적인 특성화 및 제어 실험은 Ni NPs 주변의 N-도핑된 탄소 층이 촉매 활력, 선택성 및 안정성을 향상시키는 데 중요한 역할을 한다는 것을 공동으로 입증합니다.