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新型高密度“动态三原子”加氢催化剂问世
作者:官方
来源:中国新闻网
所属栏目:团队报道
发布时间:2021-07-27 15:31
[ 导读 ]27日从中国科学技术大学获悉，该校路军岭教授与李微雪教授、韦世强教授等研究组密切合作，首次设计出一种高密度、抗积碳镍铜“动...
27日从中国科学技术大学获悉，该校路军岭教授与李微雪教授、韦世强教授等研究组密切合作，首次设计出一种高密度、抗积碳镍铜“动态三原子”新型非贵金属催化剂。
相关成果于7月26日在线发表在《自然·纳米技术》（Nature Nanotechnology）上。
低碳烯烃是石化行业的核心平台小分子。石脑油裂解制备的低碳烯烃通常含有微量的乙炔和1,3丁二烯分子，严重影响了其下游应用。选择性加氢是去除烯烃中微量乙炔（或1,3丁二烯）的关键纯化技术，其工业催化剂通常为钯基贵金属催化剂。开发高效的非贵金属催化剂，同时避免催化剂烧结和积碳，是一个重要的科学问题。
路军岭教授团队通过金属-载体协同作用和原子限域，在石墨型氮化碳载体上制备了高密度镍铜三原子催化剂。在富乙烯氛围下乙炔（或1,3-丁二烯）的选择性加氢反应中，该催化剂在活性、选择性和稳定性方面表现出优异的催化性能，远优于镍单原子催化剂。试验表明，该催化剂在反应过程中基本不产生积碳。
李微雪教授团队的各种表征和理论计算表明，活性金属镍原子羟基被限域在两个铜原子位点之间，形成线式结构，镍原子位点在加氢反应过程中可以发生动态结构变化。这种动态的结构变化不仅可以提高催化剂对反应分子的吸附能力，提高催化活性，还可以保持较高的稳定性。单镍位点使催化剂表现出高选择性和高抗积碳能力。
路军岭教授表示，这一策略为未来高效、稳定、低成本的工业加氢催化剂的设计提供了新思路。
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