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“纳米岛”锁“千军” 中国学者攻克催化剂烧结关键难题
2025-03-11 04:41:15 来源： 海南日报 【字体： 大 中 小】打印

2025-03-11 04:41:15

3月10日，相关成果发表于《自然？材料》(NatureMaterials)。 催化反应作为现代工业的基石，在能源转化、化工生产、环境保护等领域发挥着关键作用。稳定性是工业生产中催化剂的核心指标。 在实际催化过程中，超细金属纳米颗粒极易受到高温和复杂的化学气氛影响，从而自发聚集并导致催化活性降低，该过程被称为催化剂的烧结。 因此，面对条件极端苛刻的催化反应，如何通过发展新策略提升催化剂的稳定性，是催化科学和材料科学领域亟待解决的关键难题。 曾杰说：“利来国际(中国区)最老牌官网在催化剂载体和金属纳米颗粒之间构筑了一种小尺寸、互不相连的氧化物团簇，其结构就像海洋中散落的小岛，因此被命名为‘纳米岛’。在催化反应过程中，大量金属原子组成的纳米颗粒就像被困在海岛中的‘千军’一样，被牢牢束缚在纳米岛中无法烧结。” 此次研究中，曾杰团队基于对烧结路径的深入理解，创制了一种新型纳米岛结构催化剂，并巧妙地引入电性匹配原理，使金属离子优先落于纳米岛上。与此同时，团队成员系统性地发展了纳米岛催化剂的材料库，涵盖多达270种可定制化的结构组合。 实验结果表明，纳米岛催化剂在高气体流速下实现单程400小时的稳定转化，完美应对了因反应高温、还原性气氛导致的催化剂失活困局。 “本工作发展了一种非常有效且巧妙的抗烧结催化剂制备策略，对各类材料体系具有普遍的重要意义。”审稿专家如是评价。 曾杰说：“下一步团队将探索纳米岛结构催化剂在更多工业催化场景，如二氧化碳转化中的应用，并进一步优化合成方法，实现规模化制备。”(完)

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