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综述:新型纳米晶催化材料在绿色化学中的应用

2015-10-26 9:20:30点击:


  目前在纳米材料合成技术日臻成熟以及表征手段不断丰富的基础上,各国科学家逐渐认识到催化过程与催化剂的尺寸、形貌、组成、元素空间分布等因素有着内在的联系。纳米催化作为一门古老又年轻的学科,是当前重要的科学研究方向。纳米晶具有尺寸形貌单一、晶面组分可调、元素分布均匀等优势,以及具有一些特殊的物化性质。利用纳米晶的这些特性,以明确构效关系和设计高性能催化剂为目的,系统研究其催化性能,是当前多相催化领域的研究热点。


  由清华大学化学系李亚栋院士等人共同撰写的综述文章“新型纳米晶催化材料在绿色化学中的应用”(http://nsr.oxfordjournals.org/content/2/2/150.full)已在《国家科学评论》发表。这篇综述论文简述了纳米晶做为绿色催化剂近年来的发展历程,阐述了以贵金属及金属氧化物为代表的纳米晶材料在环境污染物消除、精细化学品合成等催化领域的基础研究探索。重点介绍了四类催化反应(包括一氧化碳氧化、醇选择性氧化、炔烃选择性加氢以及不饱和醛酮的选择性加氢)中纳米晶催化剂与其性能之间构效关系方面的最新研究进展,展望了这类人工原子材料的未来发展趋势。为我们从原子水平上认识催化剂提供了可能,同时也为新型高效催化剂的设计奠定了一定基础。


  近年来李亚栋教授课题组在先进纳米材料的可控合成、组装及其应用探索领域开展了深入的研究。例如,建立了制备规整水溶性合金纳米晶的新策略,发展可控的化学腐蚀方法,首次利用纳米晶的缺陷效应实现了三金属纳米晶的可控合成,可有效地调控催化选择性。此外,建立了水溶性制备单原子层二维金属结构纳米晶的新策略,成功制备出第一例具有单原子层厚度的纳米金属铑片,并发现存在的新型离域化学键,有助于稳定其单层金属结构。上述各项实例表明,设计并调控具有规整形貌的纳米晶催化剂,并研究其特殊的催化性能具有重要的理论意义和应用价值。(来源:科学网)



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