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沸石封裝法獲得具有超高穩(wěn)定性的納米金屬催化材料

2018-09-17 12:27:35 作者：本網(wǎng)整理來(lái)源：X一MOL資訊分享至：

納米金屬催化材料廣泛應(yīng)用于石油煉制和精細(xì)化學(xué)品等生產(chǎn)過(guò)程中。但是在催化高溫反應(yīng)過(guò)程中，金屬納米顆粒容易發(fā)生燒結(jié)和積碳導(dǎo)致失活。傳統(tǒng)方法采用增強(qiáng)金屬和載體間的相互作用或金屬氧化物包覆等方法提高金屬顆粒的穩(wěn)定性，但是這些方法會(huì)降低納米顆粒的活性。將納米顆粒封裝到沸石晶體中可以實(shí)現(xiàn)保持活性的同時(shí)提高納米顆粒的穩(wěn)定性。但是傳統(tǒng)的沸石合成方法需要一定量的有機(jī)模板劑，不利于控制納米顆粒的粒徑。

近日，浙江大學(xué)的肖豐收/王亮研究團(tuán)隊(duì)與加州大學(xué)Davis分校的Bruce C. Gates教授，阿卜杜拉國(guó)王科技大學(xué)的韓宇、朱藝涵教授，中科院沈陽(yáng)金屬研究所的蘇黨生、張炳森教授，美因茲大學(xué)的Ute Kolb教授合作，成功通過(guò)一種有效普適的晶種導(dǎo)向法實(shí)現(xiàn)無(wú)有機(jī)模板合成沸石晶體封裝粒徑范圍可控的金屬納米顆粒，這種催化材料在水煤氣變換、一氧化碳氧化、甲烷重整、二氧化碳?xì)浠纫幌盗蟹磻?yīng)中表現(xiàn)出非常高的穩(wěn)定性。相關(guān)研究成果發(fā)表在Nature Catalysis上，論文的通訊作者為肖豐收教授和王亮副研究員，第一作者為張建博士。

肖豐收/王亮研究團(tuán)隊(duì)在沸石合成過(guò)程中將Pd、Rh、Pt、Ag等金屬納米顆粒封裝到沸石晶體內(nèi)部，通過(guò)透射電子顯微鏡、三維倒易空間重構(gòu)技術(shù)等手段可以確定金屬納米顆粒完美封裝于沸石晶體內(nèi)部。這種結(jié)構(gòu)納米顆粒完全嵌入沸石單晶中，相互之間被沸石晶體完全分隔開(kāi)，因此沸石晶體賦予金屬顆粒非常高的穩(wěn)定性。研究人員將這種催化材料用于高溫水煤氣變換、一氧化碳氧化、甲烷重整、二氧化碳?xì)浠纫幌盗蟹磻?yīng)中，發(fā)現(xiàn)該催化材料具有非常高的穩(wěn)定性。該工作為調(diào)控金屬催化的穩(wěn)定性提供了新的思路。

該論文作者為：Jian Zhang, Liang Wang, Bingsen Zhang, Haishuang Zhao, Ute Kolb, Yihan Zhu, Lingmei Liu, Yu Han, Guoxiong Wang, Chengtao Wang, Dang Sheng Su, Bruce C. Gates & Feng-Shou Xiao

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責(zé)任編輯：韓鑫

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