山西煤化所金屬-氧化物體系多界面串聯催化劑研究獲進展

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山西煤化所金屬-氧化物體系多界面串聯催化劑研究獲進展

中國科學院山西煤炭化學研究所煤轉化國家重點實驗室研究員覃勇帶領研究團隊，利用原子層沉積技術（Atomic Layer Deposition，ALD）設計制備出一種基于管套管結構的金屬-氧化物體系多界面串聯催化劑，并以Ni/Al2O3和Pt/TiO2兩種界面組合的催化劑為實例，以水合肼分解制氫和硝基苯加氫反應為探針串聯反應，證實了這種多界面催化劑設計理念的優勢。其優異性能可歸因于兩種界面的協同作用以及限域納米空間有利于活性中間體（活性氫）的快速傳遞。相關工作近日發表在Angew.Chem.Int.Ed.DOI:10.1002/ange.201600799，并被審稿人評價為VIP（Top 5%）文章。ALD是一種先進的薄膜沉積技術。利用ALD的技術特點和優勢，可設計合成新型高效納米催化劑，并可精確地調控催化劑的表界面結構。該研究團隊利用ALD技術，以碳納米螺旋或者碳納米管為模板，在模板表面先后沉積Al2O3層和NiO納米粒子獲得Ni/Al2O3界面；然后再沉積聚酰亞胺膜作為犧牲層；在犧牲層表面先后沉積Pt納米顆粒和TiO2層獲得Pt/TiO2界面；經過煅燒和還原處理后獲得同時具有Ni/Al2O3和Pt/TiO2界面的管套管結構雙界面催化劑（Al/Ni-Pt/Ti），界面之間的間距可通過改變聚酰亞胺犧牲層的膜厚來調控。另外，該研究團隊前期工作中還利用ALD技術合成多重限域納米催化劑以及超薄修飾的多重限域催化劑，通過精細調節金屬-氧化物界面結構和位點數量顯著提高了催化劑性能。

（來源：http://www.sxicc.cas.cn/xwzx/kydt/201605/t20160509_4598129.html）