我國科學(xué)家在抗燒結(jié)催化劑研究中取得新進(jìn)展

2025-03-11 09:00　來源：新華網(wǎng) 責(zé)任編輯：閆繼華

發(fā)送短信 zmdsjb 到 10658300 即可訂閱《駐馬店手機(jī)報(bào)》，每天1毛錢，無GPRS流量費(fèi)。

摘要：研究人員將該催化劑應(yīng)用于甲烷干重整反應(yīng)以驗(yàn)證其抗燒結(jié)性能。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，該催化劑能夠?qū)崿F(xiàn)單程400小時(shí)的穩(wěn)定轉(zhuǎn)化，且反應(yīng)后釕納米顆粒的尺寸仍維持在1.通過定制活性金屬和載體，納米島結(jié)構(gòu)催化劑有望為多種催化反應(yīng)中所面臨的燒結(jié)失活難題提供切實(shí)可行的解決方案。

新華社合肥3月10日電（記者戴威）記者從中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)獲悉，該校曾杰教授團(tuán)隊(duì)通過構(gòu)筑納米島結(jié)構(gòu)催化劑，攻克了甲烷干重整反應(yīng)中催化劑極易燒結(jié)失活的難題。相關(guān)研究成果3月10日發(fā)表于國際學(xué)術(shù)期刊《自然?材料》。

超細(xì)金屬納米顆粒因其超高的原子利用率，在多相催化領(lǐng)域備受青睞。然而，在催化反應(yīng)過程中，這些納米顆粒極易受到高溫等影響，從而自發(fā)聚集并導(dǎo)致活性降低，該過程被稱作燒結(jié)。發(fā)展超細(xì)金屬納米顆粒的抗燒結(jié)策略，是催化科學(xué)領(lǐng)域亟待解決的關(guān)鍵難題。

此次研究工作中，研究人員基于對燒結(jié)路徑的深入理解，創(chuàng)制了一種納米島結(jié)構(gòu)催化劑。具體而言，研究人員在載體與金屬顆粒之間嵌入一種均勻分布、小尺寸且互不相連的金屬氧化物團(tuán)簇，其因島狀結(jié)構(gòu)被命名為納米島。相較于載體，納米島對金屬顆粒錨定更強(qiáng)，因此顆粒無法整體遷移燒結(jié)。此外，納米島之間互不相連，從顆粒表面脫離的金屬原子難以跨島遷移。通過同時(shí)切斷兩種燒結(jié)路徑，納米島結(jié)構(gòu)有望顯著提升催化劑的抗燒結(jié)性能。

為構(gòu)筑納米島結(jié)構(gòu)催化劑，研究人員首先在氧化物與載體間構(gòu)建強(qiáng)吸附作用，通過高溫受控團(tuán)聚獲得小尺寸、高密度的氧化物納米島。通過將電性匹配原理和溶劑蒸發(fā)結(jié)合，研究人員實(shí)現(xiàn)了金屬在納米島上的精準(zhǔn)落位。針對常見的載體、納米島、活性金屬，研究人員發(fā)展了納米島結(jié)構(gòu)催化劑的材料庫。其中，二氧化硅負(fù)載的氧化鑭納米島對釕納米顆粒的穩(wěn)定效果尤為突出。研究人員將該催化劑應(yīng)用于甲烷干重整反應(yīng)以驗(yàn)證其抗燒結(jié)性能。此反應(yīng)因其在溫室氣體資源化利用方面的巨大潛力而備受關(guān)注。

實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，該催化劑能夠?qū)崿F(xiàn)單程400小時(shí)的穩(wěn)定轉(zhuǎn)化，且反應(yīng)后釕納米顆粒的尺寸仍維持在1.4納米，完美應(yīng)對了因高溫等因素導(dǎo)致的失活困局。通過定制活性金屬和載體，納米島結(jié)構(gòu)催化劑有望為多種催化反應(yīng)中所面臨的燒結(jié)失活難題提供切實(shí)可行的解決方案。

責(zé)任編輯：閆繼華

版權(quán)聲明：

1.凡本網(wǎng)注明“來源：駐馬店網(wǎng)”的所有作品，均為本網(wǎng)合法擁有版權(quán)或有權(quán)使用的作品，未經(jīng)本網(wǎng)書面授權(quán)不得轉(zhuǎn)載、摘編或利用其他方式使用上述作品。已經(jīng)本網(wǎng)授權(quán)使用作品的，應(yīng)在授權(quán)范圍內(nèi)使用，并注明“來源：駐馬店網(wǎng)”。任何組織、平臺和個人，不得侵犯本網(wǎng)應(yīng)有權(quán)益，否則，一經(jīng)發(fā)現(xiàn)，本網(wǎng)將授權(quán)常年法律顧問予以追究侵權(quán)者的法律責(zé)任。

駐馬店日報(bào)報(bào)業(yè)集團(tuán)法律顧問單位：上海市匯業(yè)（武漢）律師事務(wù)所

首席法律顧問：馮程斌律師

2.凡本網(wǎng)注明“來源：XXX（非駐馬店網(wǎng)）”的作品，均轉(zhuǎn)載自其他媒體，轉(zhuǎn)載目的在于傳遞更多信息，并不代表本網(wǎng)贊同其觀點(diǎn)和對其真實(shí)性負(fù)責(zé)。如其他個人、媒體、網(wǎng)站、團(tuán)體從本網(wǎng)下載使用，必須保留本網(wǎng)站注明的“稿件來源”，并自負(fù)相關(guān)法律責(zé)任，否則本網(wǎng)將追究其相關(guān)法律責(zé)任。

3.如果您發(fā)現(xiàn)本網(wǎng)站上有侵犯您的知識產(chǎn)權(quán)的作品，請與我們?nèi)〉寐?lián)系，我們會及時(shí)修改或刪除。