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Surface molecular imprinting over supported metal catalysts for size-dependent selective hydrogenation reactions

Authors :
Vitaly V. Ordomsky
Olga V. Safonova
Willinton Y. Hernández
Dan Wu
Ahmed Addad
Andrei Y. Khodakov
Evgeny I. Vovk
Walid Baaziz
Bang Gu
Maya Marinova
Ovidiu Ersen
Nicolas Nuns
Wen-Juan Zhou
Unité de Catalyse et Chimie du Solide - UMR 8181 (UCCS)
Université d'Artois (UA)-Centrale Lille-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Université de Lille-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
Institut de chimie et procédés pour l'énergie, l'environnement et la santé (ICPEES)
Université de Strasbourg (UNISTRA)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Matériaux et Nanosciences Grand-Est (MNGE)
Université de Strasbourg (UNISTRA)-Université de Haute-Alsace (UHA) Mulhouse - Colmar (Université de Haute-Alsace (UHA))-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Strasbourg (UNISTRA)-Université de Haute-Alsace (UHA) Mulhouse - Colmar (Université de Haute-Alsace (UHA))-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
Institut Michel Eugène Chevreul - FR 2638 (IMEC)
Université d'Artois (UA)-Centrale Lille-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Université de Lille-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)
Eco-Efficient Products & Processes Laboratory (E2P2L)
RHODIA-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
Laboratoire de Chimie - UMR5182 (LC)
École normale supérieure de Lyon (ENS de Lyon)-Université Claude Bernard Lyon 1 (UCBL)
Université de Lyon-Université de Lyon-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
Institut de Physique et Chimie des Matériaux de Strasbourg (IPCMS)
Université de Strasbourg (UNISTRA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Matériaux et Nanosciences Grand-Est (MNGE)
Université de Strasbourg (UNISTRA)-Université de Haute-Alsace (UHA) Mulhouse - Colmar (Université de Haute-Alsace (UHA))-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Strasbourg (UNISTRA)-Université de Haute-Alsace (UHA) Mulhouse - Colmar (Université de Haute-Alsace (UHA))-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Réseau nanophotonique et optique
Université de Strasbourg (UNISTRA)-Université de Haute-Alsace (UHA) Mulhouse - Colmar (Université de Haute-Alsace (UHA))-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Strasbourg (UNISTRA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
Paul Scherrer Institute (PSI)
Unité Matériaux et Transformations - UMR 8207 (UMET)
Centrale Lille-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Université de Lille-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)
Centrale Lille Institut (CLIL)-Université d'Artois (UA)-Centrale Lille-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Université de Lille
Université de Strasbourg (UNISTRA)-Matériaux et nanosciences d'Alsace (FMNGE)
Institut de Chimie du CNRS (INC)-Université de Strasbourg (UNISTRA)-Université de Haute-Alsace (UHA) Mulhouse - Colmar (Université de Haute-Alsace (UHA))-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Université de Strasbourg (UNISTRA)-Université de Haute-Alsace (UHA) Mulhouse - Colmar (Université de Haute-Alsace (UHA))-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
Université d'Artois (UA)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Université de Lille-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)-Centrale Lille Institut (CLIL)
Eco-Efficient Products &Processes Laboratory (E2PL2)
Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-RHODIA
Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Claude Bernard Lyon 1 (UCBL)
Université de Lyon-Université de Lyon-École normale supérieure - Lyon (ENS Lyon)-Institut de Chimie du CNRS (INC)
Institut de Chimie du CNRS (INC)-Université de Strasbourg (UNISTRA)-Université de Haute-Alsace (UHA) Mulhouse - Colmar (Université de Haute-Alsace (UHA))-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Université de Strasbourg (UNISTRA)-Université de Haute-Alsace (UHA) Mulhouse - Colmar (Université de Haute-Alsace (UHA))-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Réseau nanophotonique et optique
Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Strasbourg (UNISTRA)-Université de Haute-Alsace (UHA) Mulhouse - Colmar (Université de Haute-Alsace (UHA))-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Strasbourg (UNISTRA)
Institut de Chimie du CNRS (INC)-Institut National de la Recherche Agronomique (INRA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Lille-Ecole Nationale Supérieure de Chimie de Lille (ENSCL)
Source :
Nature Catalysis, Nature Catalysis, 2021, 4 (7), pp.595-606. ⟨10.1038/s41929-021-00649-3⟩, Nature Catalysis, Nature Publishing Group, 2021, 4 (7), pp.595-606. ⟨10.1038/s41929-021-00649-3⟩
Publication Year :
2021
Publisher :
HAL CCSD, 2021.

Abstract

Molecular imprinting of polymer matrices enables the creation of template-shaped cavities with high affinity for molecules of given shape and size. Here we introduce a surface molecular imprinting strategy to control the hydrogenation selectivity of various aromatic molecules over a supported palladium catalyst. This strategy involves the sequential adsorption over the metal surface of an aromatic template molecule followed by poisoners, resulting in the formation of non-poisoned active islands of predetermined shape and size. Because of steric constraints, these active islands exhibit high selectivity in the chemical conversion of aromatic molecules that correspond in size and shape to the templates. The elaborated strategy enables a practical application relevant to selective hydrogenation and removal of carcinogenic benzene from mixtures of aromatics. Molecular imprinting can facilitate size- and shape-selective reactions beyond traditional approaches based on porous materials, but is still not fully established for heterogeneous catalysts. Here a molecular imprinting approach is introduced to generate a supported palladium catalyst for the selective hydrogenation of benzene from mixtures of aromatic molecules.

Details

Language :
English
ISSN :
25201158
Database :
OpenAIRE
Journal :
Nature Catalysis, Nature Catalysis, 2021, 4 (7), pp.595-606. ⟨10.1038/s41929-021-00649-3⟩, Nature Catalysis, Nature Publishing Group, 2021, 4 (7), pp.595-606. ⟨10.1038/s41929-021-00649-3⟩
Accession number :
edsair.doi.dedup.....87db17e2fa5f187b5162a5ebd71e0e7c
Full Text :
https://doi.org/10.1038/s41929-021-00649-3⟩