我國科學家在抗燒結催化劑研究中取得新進展
2025-03-11 09:24
作者:戴威
新華網(wǎng)
責任編輯:吳靜
新華社合肥3月10日電(記者戴威)記者從中國科學技術大學獲悉,該校曾杰教授團隊通過構筑納米島結構催化劑,攻克了甲烷干重整反應中催化劑極易燒結失活的難題。相關研究成果3月10日發(fā)表于國際學術期刊《自然 材料》。
超細金屬納米顆粒因其超高的原子利用率,在多相催化領域備受青睞。然而,在催化反應過程中,這些納米顆粒極易受到高溫等影響,從而自發(fā)聚集并導致活性降低,該過程被稱作燒結。發(fā)展超細金屬納米顆粒的抗燒結策略,是催化科學領域亟待解決的關鍵難題。
此次研究工作中,研究人員基于對燒結路徑的深入理解,創(chuàng)制了一種納米島結構催化劑。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簇,其因島狀結構被命名為納米島。相較于載體,納米島對金屬顆粒錨定更強,因此顆粒無法整體遷移燒結。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。通過同時切斷兩種燒結路徑,納米島結構有望顯著提升催化劑的抗燒結性能。
為構筑納米島結構催化劑,研究人員首先在氧化物與載體間構建強吸附作用,通過高溫受控團聚獲得小尺寸、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)結合,研究人員實現(xiàn)了金屬在納米島上的精準落位。針對常見的載體、納米島、活性金屬,研究人員發(fā)展了納米島結構催化劑的材料庫。其中,二氧化硅負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用于甲烷干重整反應以驗證其抗燒結性能。此反應因其在溫室氣體資源化利用方面的巨大潛力而備受關注。
實驗結果表明,該催化劑能夠實現(xiàn)單程400小時的穩(wěn)定轉化,且反應后釕納米顆粒的尺寸仍維持在1.4納米,完美應對了因高溫等因素導致的失活困局。通過定制活性金屬和載體,納米島結構催化劑有望為多種催化反應中所面臨的燒結失活難題提供切實可行的解決方案。
關鍵詞:研究人員,燒結性能,活性金屬,重整反應,氧化鑭
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中超聯(lián)賽8日公布了2023賽季具體賽程。新賽季中超聯(lián)賽將于4月15日開幕,開幕式將于當晚在改造復建后的北京工人體育場舉行。
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當日,中國女足在西班牙伊維薩島進行賽前訓練。作為備戰(zhàn)今年女足世界杯的熱身賽之一,中國女足與西班牙女足的熱身賽將于11日舉行。
中國足協(xié)、中足聯(lián)籌備組10日在2023中國足球職業(yè)聯(lián)賽賽前工作會議公布,新賽季中超聯(lián)賽將實行“升2降2”的升降級政策。
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屆時將有1392名選手參加游泳、花樣游泳、跳水、水球和公開水域的49個小項比賽。
2023女足世界杯是該賽事第一次擴大為32支球隊參加,由澳大利亞和新西蘭聯(lián)合舉辦。根據(jù)賽程,揭幕戰(zhàn)將于7月20日在奧克蘭上演,決賽將于8月20日 ...
讀書、射擊兩不誤,成為青年榜樣的楊倩再次走入大眾的視野。
時隔12年再度闖入CBA季后賽四強,上海男籃在本賽季聯(lián)賽中交出的這份出色答卷上,“隊魂”王哲林功不可沒。
這名在關鍵時刻敢于亮劍的颯爽少女,在13年前還是汶川地震災區(qū)板房里一名留守兒童。是什么讓她破繭成蝶,成長為自己夢想中的模樣?
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14位東京奧運會的內(nèi)地金牌選手和舉重教練邵國強5日來到香港體育學院,與香港的年輕精英運動員親密交流。
中國新秀趙心童5日在斯諾克英錦賽決賽中10:5力克比利時人布雷切爾,第一次闖入排名賽決賽即成功奪冠。
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第十三屆青島國際帆船周·青島國際海洋節(jié)10日在青島奧帆中心開幕。
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