化物所制备出世界首例单原子铱催化剂——给传统的催化反应过程带来新认识(大连日报头版2013-11-22)

  林坚 记者刘湘竹 发布时间:2013-11-22

  来源:大连日报头版

  本报讯 昨日,记者从大连化物所获悉,该所张涛研究员领导的团队与刘景月研究员、清华大学李隽教授合作,在世界上首次制备出以氧化铁为载体的单原子铱催化剂。单原子铱催化剂中的金属含量大大降低,催化效率却得以显著提高。该研究成果发表于国际知名杂志《美国化学会志》,美国知名科技博客媒体对此进行评价为:只占总含量25%的单原子金属起到75%的催化作用,这将给传统的催化反应过程带来新认识。

  据了解,该研究团队多年来致力于航天推进剂肼催化分解的研究。肼催化分解主要应用于航天飞行器姿态控制等领域,所用正是铱基催化剂。然而目前开发的催化剂铱负载量较高,粒子尺寸较大。因此,提高铱的原子利用率一直是催化剂制备的核心问题之一,实现单原子分散无疑能够降低金属用量,提高催化效率,节省催化剂成本。

  单原子催化是多相催化领域的新概念,2011年,该研究团队及合作者制备出单原子铂催化剂,发现其优异的催化性能,并首次提出 “单原子催化”的概念,在国际上掀起了单原子催化研究的热潮。此次的研究进展中,该团队在发现氧化铁载体稳定铂单原子的基础上,进一步将其扩展到金属铱体系,成功获得了单原子铱催化剂,并发现其可在较高温度下稳定存在。

  据介绍,贵金属的资源稀缺性决定了其价格昂贵,同时贵金属独特的物理化学性质又决定了其在多种催化反应中的不可替代性,单原子催化剂的成功制备不仅在基础科学领域有助于从原子层次认识复杂的催化反应过程,而且对依赖于贵金属催化剂的领域,如燃料电池、石油化工、精细化学品生产以及汽车尾气净化等实际应用过程也具有重要意义。此外,该技术也将实现精细化学品生产的“绿色催化”,目前的催化技术,往往在生产某一产品时产生其他副产品,需要大量的资金进行后期分离,而且,有些副产品对环境是有严重污染的。该技术的突破有望解决这一工业难题,节省后期分离费用,使生产过程更加环保。未来,在单原子催化新概念的指导下,有望开发出一系列低成本、高性能的负载型催化剂。

  以下是该媒体报道地址:http://szb.dlxww.com/dlrb/html/2013-11/21/content_932052.htm?div=-1

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