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非均相催化劑均相化研究中實現(xiàn)表面活性位點的均相化

2021-03-22 13:50:54來源：化工儀器網(wǎng) 閱讀量：141 評論

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導(dǎo)讀：中國科大化學與材料科學學院教授的實驗課題組和工程科學學院近代力學系教授的理論計算課題組合作，實現(xiàn)了非均相催化劑表面活性位點的均相化。

　　非均相催化劑呈現(xiàn)在不同相(Phase)的反應(yīng)中(例如：固態(tài)催化劑在液態(tài)混合反應(yīng))，而均相催化劑則是呈現(xiàn)在同一相的反應(yīng)(例如：液態(tài)催化劑在液態(tài)混合反應(yīng))。一個簡易的非均相催化反應(yīng)包含了反應(yīng)物(或zh-ch:底物;zh-tw:受質(zhì))吸附在催化劑的表面，反應(yīng)物內(nèi)的鍵因十分的脆弱而導(dǎo)致新的鍵產(chǎn)生，但又因產(chǎn)物與催化劑間的鍵并不牢固，而使產(chǎn)物出現(xiàn)。目前已知許多表反應(yīng)發(fā)生吸附反應(yīng)的不同可能性的結(jié)構(gòu)位置
 
　　僅僅由于本身的存在就能加快或減慢化學反應(yīng)速率，而本身的組成和質(zhì)量并不改變的物質(zhì)就叫催化劑。其中非均相催化分為單相和多相催化，催化劑跟反應(yīng)物同處于均勻的氣相或液相時，叫做單相催化作用；催化劑跟反應(yīng)物屬不同相時，叫做多相催化作用。
 
　　非均相催化劑由于存在各種缺陷、臺階、轉(zhuǎn)角、晶面等，表面的活性組分處于不同的局域配位環(huán)境，導(dǎo)致出現(xiàn)多活性位點并存現(xiàn)象及由此造成產(chǎn)物選擇性下降。然而，均相催化劑由于活性中心單一、結(jié)構(gòu)簡單明晰、在產(chǎn)物選擇性及用作反應(yīng)機理研究模型方面具有優(yōu)勢，因此，將非均相催化劑均相化有望成為催化性能提升和反應(yīng)機理研究的關(guān)鍵途徑。
 
　　針對上述問題，中國科學技術(shù)大學化學與材料科學學院教授吳長征實驗課題組和工程科學學院近代力學系教授吳恒安理論計算課題組合作，將電催化活性金屬溶解于熔融態(tài)鎵中，實現(xiàn)了非均相催化劑表面活性位點的均相化，將二氧化碳還原產(chǎn)物甲酸的選擇性提高到95%以上，他們講將近室溫熔融的金屬Ga作為具有二氧化碳還原電催化活性的Sn和In的基底，從新的角度實現(xiàn)了Sn和In非均相催化劑的均相化。
 
　　該研究探索了液態(tài)材料作為非均相催化劑負載基底方面的可行性，為非均相催化劑均相化提供了一種新的表界面合成思路。此次研究工作得到重點研發(fā)計劃、杰出青年科學基金、自然科學基金重大項目的資助。(資料來源：中國科學技術(shù)大學)
Ga-Sn和Ga-In合金固態(tài)和液態(tài)時的原子/電子結(jié)構(gòu)以及催化性質(zhì)對比
 
　　原標題：中國科大在非均相催化劑均相化研究中實現(xiàn)表面活性位點的均相化
 
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