來源:《中國科學報》
發布時間:2020-3-10
近日,中國科學院大連化學物理研究所研究員喬波濤、李為臻和張濤院士團隊在單原子催化研究方面取得新進展,通過簡單的物理混合方法,經高溫焙燒即可制備得到高熱穩定單原子催化劑。研究表明,強共價金屬-載體相互作用可促進單原子的生成,研究成果發表于《自然-通訊》。
2011年,張濤研究團隊與清華大學教授李雋和美國亞利桑那州立大學教授劉景月合作,在國際上首次報道了Pt1/FeOx單原子催化劑,并在此基礎上提出了“單原子催化”的概念。近年來,單原子催化劑因其具有最大的原子利用率、均一的活性位點、對特定反應優異的活性、選擇性,已成為催化領域研究的熱點。隨著研究的深入,單原子催化劑的制備方法層出不窮,但規?;苽涓邿岱€定的單原子催化劑仍是亟待解決的問題。
研究人員使用商業的RuO2粉末作為Ru源,含Fe的尖晶石作為載體,通過簡單易行的物理混合方法,經過高溫焙燒可制得高熱穩定的Ru單原子催化劑。實驗證明,不同于傳統的高溫氣相原子捕獲機制,本體系中呈現一個反Ostwald過程,強共價金屬-載體相互作用不僅有助于捕獲和穩定Ru單原子,而且也可促進RuO2粉末再分散生成Ru單原子。在不同濃度的氧化亞氮分解反應中,單原子催化劑均表現出良好的催化活性和高溫反應穩定性。物理混合制備單原子的方法易于放大,已制得10克Ru1/MAFO-900單原子催化劑;使用商業Fe2O3作為載體,成功制得千克級別單原子催化劑。
該方法操作簡單,易放大,為高熱穩定單原子催化劑的工業化奠定了基礎。
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http://news.sciencenet.cn/htmlnews/2020/3/436814.shtm