In recent years, a significant number of metal-based catalysts were synthesized for the CO2 cycloaddition reaction. However, the leaking of active metal elements resulted in various environmental issues. To prevent the loss of active components and enhance the catalyst lifespan, a confined catalysis strategy involving a multi-functionalized core-shell catalyst with Lewis acid-base (B/Br) and hydrogen bond donor (-OH) was designed. It was noteworthy that B-mSiO2@MCM-IMOH featured multifunctional catalytic active sites, including Lewis acid-base (B/Br) and hydrogen bond donor (-OH), and the cooperative effect of B, Br and -OH significantly improved the catalytic activity. Therefore, B-mSiO2@MCM-IMOH demonstrated outstanding catalytic performance for the CO2 cycloaddition reaction. In addition, the core-shell molecular sieve, serving as a confined catalytic carrier, effectively enhanced the stability and recyclability of the catalyst. Utilizing DFT calculations, a cooperative catalytic mechanism was proposed involving Lewis acid-base (B/Br) and hydrogen bond donor (-OH). The synergistic interaction between B/Br and -OH markedly reduced the energy barrier for the ring-opening of propylene oxide from 58.6 kcal·mol−1 to 21.5 kcal·mol−1, thus facilitating the PO-CO2 cycloaddition reaction.

Transition metal organic framework-derived materials are potential catalysts for cycloolefins oxidation, and it is essential to develop them with sufficient intrinsic activity and more efficient structure. Herein, we designed Co/Mo bimetallic MOF with rose-type structure as a support for synthesizing CoMo-ZIF@IL/W catalyst with lamelliform structure and abundant Co, Mo, and W active sites for cyclopentene tandem oxidation to glutaraldehyde. Characterization results reveal that: 1) Mo implantation dramatically increases pore size (2.15 → 28.91 nm) of monometallic MOF Co-ZIF; 2) IL introduction significantly improves active (Co2+ + Co3+) / satellite content ratio from 1.85 to 2.5; 3) MOF morphology can be completely changed through post-synthetic modification via IL, rather than just during the synthesis process. Meanwhile, CoMo-ZIF@IL/W exhibits high activity and excellent reuse properties in cyclopentene oxidation. Remarkably, dynamic simulation supported via detailed kinetic parameters (pre-exponential factors A1-3 = 1.17 × 1012, 1.45 × 108, 9.58 × 106 L⋅mol−1⋅s−1, activation energies E1-3 = 89.4, 57.82, 86.01 kJ⋅mol−1) and possible synergistic catalysis mechanism of Co/Mo/W active species were first explored.

Abstract Constructing I single‐atom (I SA ) doped CoP electrocatalyst for HER is extremely challenging and has not been reported to date. Herein, an I SA doping‐phosphatization strategy is proposed to prepare a novel I single‐atom doped P‐rich CoP n nanocluster@CoP electrocatalyst (I SA ‐CoP n /CoP) with enhanced HER performance first. I SA ‐CoP n /CoP shows a low overpotential of only 44 and 81 mV in 0.5 m H 2 SO 4 solution, to drive a current density of 10 and 100 mA cm −2 . I SA and P‐rich CoP n nanocluster show unique synergies, which can optimize the H adsorption energy and accelerate the kinetics of HER in the CoP system. The intermediate I─H bond vibration peak is directly observed through in situ Raman testing, demonstrating that I SA doping helps accelerate the HER process. Additionally, the ΔG H of I SA ‐CoP n /CoP is only 0.05 eV by density functional theory (DFT) calculation, which is conducive to H 2 evolution.