钼碳氧化物团簇是新颖的纳米材料，具有吸引的催化活性。但是，目前其合成方法非常受限。这项工作提出了一种新策略，在多层石墨烯上创建近亚纳米尺寸的钼碳氧化物团簇。为了吸附Mo基多金属氧酸盐作为前驱体，合成了一种新型三脚架苯基阳离子N,N,N-三(4-苯基丁基)-N-甲基铵（[TPBMA]+）。与商用阳离子如四丁基铵（[nBu4N]+）和四苯基膦（[PPh4]+）相比，[TPBMA]+在多层石墨烯上表现出更好的吸附性能。通过[TPBMA]+锚定，高度分散的前驱体团簇（直径：1.0±0.2 nm）负载于多层石墨烯上，这一结论通过高分辨率扫描透射电子显微镜证实。值得注意的是，这种新材料通过碳热氢还原原位生成钼碳氧化物团簇，然后通过逆水煤气变换反应用于催化CO2还原生成CO，其选择性高达99.9%。
 
  
Figure 1. a）原子位移参数概率为50％时化合物1的晶体结构， b）化合物1中的[TPBMA] +阳离子之间的π–π相互作用。c）[TPBMA] +的化学结构。
 
 
Figure 2. 合成化合物2、3和4的示意图，使用化合物4在多层石墨烯上平衡吸附方法。
 
 
Figure 3. 化合物4的a）HAADF-STEM图像和b）粒径的直方图。图（a）中的插图显示高分辨率图像。
 
  Figure 4. a）每克催化剂释放出CO量，b）不同化合物在713 K温度下H2/CO2流动时，RWGS反应期间每摩尔Mo原子的TON。 c）4/C作为催化剂时，在不同气氛下释放的CO产率。
  
         该研究工作由日本东京工业大学Kimihisa Yamamoto，Takane Imaoka课题组于2021年发表在Small期刊上。原文：Highly Dispersed Molybdenum Oxycarbide Clusters Supported on Multilayer Graphene for the Selective Reduction of Carbon Dioxide。

转自《石墨烯杂志》公众号