{首页主词},&

大連化物所金屬載體強(qiáng)相互作用研究取得新進(jìn)展

2018-09-05 11:56:04 作者：本網(wǎng)整理來(lái)源：大連化學(xué)物理研究所分享至：

近日，中國(guó)科學(xué)院大連化學(xué)物理研究所航天催化與新材料實(shí)驗(yàn)室研究員喬波濤和中科院院士張濤團(tuán)隊(duì)與穆斯堡爾譜技術(shù)研究組研究員王軍虎團(tuán)隊(duì)合作，在金屬載體強(qiáng)相互作用研究方面取得新進(jìn)展：首次發(fā)現(xiàn)鉑族金屬（Pt、Pd）與羥基磷灰石之間的金屬載體強(qiáng)相互作用。研究成果在Chemical Science上發(fā)表。

1978年Tauster等發(fā)現(xiàn)二氧化鈦等可還原性載體負(fù)載的鉑族金屬在高溫還原后會(huì)失去對(duì)小分子（CO，H2）的吸附性能，并將該現(xiàn)象命名為金屬載體強(qiáng)相互作用（Strong Metal-Support Interaction, SMSI）。SMSI能夠改變金屬納米粒子的形貌和電子性質(zhì)，因此可以改變反應(yīng)活性與選擇性，對(duì)催化劑的催化性能具有重要影響。同時(shí)，SMSI通常伴隨著載體對(duì)金屬顆粒的包埋，因而能夠有效穩(wěn)定金屬粒子，有助于制備穩(wěn)定型金屬催化劑。

SMSI自發(fā)現(xiàn)以來(lái)其體系不斷擴(kuò)展，但大多集中在可還原性金屬氧化物負(fù)載的鉑族金屬催化劑體系，且其發(fā)生條件也一直限制在高溫還原或超高真空等足以引發(fā)載體還原的環(huán)境條件。在前期的研究中，喬波濤和張濤團(tuán)隊(duì)與王軍虎團(tuán)隊(duì)在多年羥基磷灰石（HAP）負(fù)載金屬催化劑的研究基礎(chǔ)上，首次發(fā)現(xiàn)金（Au）與HAP之間氧誘導(dǎo)的SMSI（鑒于其形成環(huán)境將其標(biāo)記為OMSI），該發(fā)現(xiàn)不僅成功將SMSI載體體系首次擴(kuò)展到金屬氧化物之外，并且為穩(wěn)定型金催化劑的制備提供了一種全新的思路（J. Am. Chem. Soc.）。在該工作基礎(chǔ)上，兩團(tuán)隊(duì)通過(guò)對(duì)SMSI的調(diào)變，設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)了兼具高活性和穩(wěn)定性且具有實(shí)際應(yīng)用前景的具有獨(dú)特半包裹結(jié)構(gòu)的Au/HAP-TiO2催化劑（Angew. Chem. Int. Ed., Chin. J. Catal.）。此外，兩個(gè)團(tuán)隊(duì)在金催化劑體系經(jīng)典SMSI效應(yīng)的開(kāi)發(fā)方面也取得了突破性進(jìn)展，首次發(fā)現(xiàn)并驗(yàn)證了金納米粒子與二氧化鈦之間的經(jīng)典SMSI（Sci. Adv.），打破了第一副族金屬不能與載體形成經(jīng)典SMSI的這一傳統(tǒng)認(rèn)知，填補(bǔ)了經(jīng)典SMSI效應(yīng)的空白。

此次，兩個(gè)研究團(tuán)隊(duì)再次合作，在上述系列研究工作的啟發(fā)下，首次發(fā)現(xiàn)鉑族金屬與HAP之間的OMSI效應(yīng)。在OMSI效應(yīng)作用下，鉑族金屬納米粒子被HAP載體包裹，在反應(yīng)過(guò)程中的聚集長(zhǎng)大和流失被有效抑制，因此催化劑的重復(fù)使用性能和反應(yīng)穩(wěn)定性能得到了明顯的改善和提升。這是首次發(fā)現(xiàn)鉑族金屬催化劑體系可以發(fā)生OMSI效應(yīng)，這一研究發(fā)現(xiàn)不僅有助于加深對(duì)SMSI效應(yīng)的了解和認(rèn)識(shí)，并且為氧化環(huán)境下穩(wěn)定型鉑族金屬催化劑的設(shè)計(jì)和開(kāi)發(fā)提供了新的途徑。

上述研究工作得到國(guó)家自然科學(xué)基金委、科技部、中科院戰(zhàn)略性先導(dǎo)科技專項(xiàng)資助。