浙大肖丰收极速快三首页教授     DATE: 2019-06-09 11:06

  原标题:浙大肖丰收教授&王亮研究员Adv. Mater.:制备耐烧结的金属纳米颗粒催化剂的新型策略

  理解和避免金属烧结的过程对于制备耐用的多相催化剂非常重要。研究人员认为金属纳米颗粒烧结的机理是奥斯特瓦尔德熟化。它发生在不同直径的金属纳米颗粒之间。另外,研究人员也提出迁移-合并过程同样能导致金属纳米颗粒烧结。这个过程包括金属纳米颗粒在催化剂表面的布朗运动,当小的金属纳米颗粒相互靠近的时候,导致形成较大的金属纳米颗粒。较大的金属纳米颗粒通过奥斯特瓦尔德熟化进一步和小的金属纳米颗粒烧结,证实金属纳米颗粒烧结同时存在不同机理。这促使研究人员开发新的策略来通过阻止迁移或者/和奥斯特瓦尔德熟化来稳定金属纳米颗粒。研究人员根据这些策略开发了耐烧结的催化剂,但这些催化剂的催化性能较低。具有所需结构的、能改善耐烧结性和保持/改善催化活性/选择性的催化剂的合成依然是一项挑战。

  浙江大学的肖丰收教授和王亮研究员(共同通讯作者)等人在期刊Adv. Mater.上总结了通过金属-载体强相互作用 (SMSI)、用氧化物层或者碳层封装、在介孔材料内封装以及沸石晶体内的固定的策略合成耐烧结的金属纳米颗粒催化剂的进展。而且,他们还提出了制备高效的、非常稳定的金属纳米颗粒催化剂所面临的挑战,并对它们的未来进行展望,同时提出催化剂耐烧结的机理。文章第一作者为浙江大学化学系博士生王凌翔。

  a,b)Rh纳米颗粒表面上的具有SMSI的覆盖层以及具有被吸附物诱导的SMSI(A-SMSI)的覆盖层的原位STEM图

  图4. 温度为573K的氧化性和还原性气氛下的Au-673催化剂的ETEM图

  研究团队总结了耐烧结的金属纳米颗粒催化剂的制备的进展。制备耐烧结的金属纳米颗粒催化剂的新策略包括SMSI、用氧化物层或者碳层封装、极速快三投注平台在介孔材料内封装以及沸石晶体内的固定的策略。SMSI具有以下优点:1.步骤简单;2.有多种金属纳米颗粒和载体可供选择;3.合适的电子性能;4.大量的金属-氧化物界面。用氧化物层或者碳层封装和SMSI相比,提高了金属纳米颗粒的稳定性,同时减少了活性中心。在介孔材料内封装这种策略所面临的一大阻碍是介孔材料的稳定性低。沸石晶体内固定的金属纳米颗粒的稳定性高,但目前的研究是以贵金属纳米颗粒为主,沸石晶体内固定非贵金属/氧化物纳米颗粒很少见。这种策略有利于更具耐烧结性的催化剂的发展。解决SMSI和沸石晶体内的固定的策略所面临的问题需要通过大量努力才能解决。这些工作能将材料合成和异相催化结合起来,在实验室和工业应用上都具有美好的前景。

  王亮,浙江大学化学与生物工程学院“百人计划”研究员。主要研究纳米与多孔催化材料及其在碳基能源小分子转化方面的应用。以通讯/第一作者身份发表SCI论文50余篇(包括Nature Catal., J. Am. Chem. Soc., Nature Commun., Angew. Chem., Nano Today, ACS Catal.等)。获得2016年国际催化大会青年科学家奖,2017年中国催化新秀奖,国家自然科学基金优青项目(2018)和浙江省自然科学基金杰青项目(2017)资助。入选浙江省151人才第二层次。