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纳米晶体'宝石'是强大的化学催化剂

作者:木桓    发布时间:2017-12-01 22:23:22    

作者:Mason Inman(图片:科学)纳米级铂晶体类似于微小的精密切割宝石,已被证明是驱动化学反应的强大催化剂晶体的不寻常形状使铂原子以不均匀的方式排列,增强了反应性各种形式的铂在催化化学反应中具有许多用途例如,在汽车中,催化转化器使用铂颗粒将有毒的氮氧化物转化为无害的氮和氧然而,由于铂比金更珍贵,找到最大化每克金属反应性的方法是一个重要的研究目标出于这个原因,研究人员先前已经创造了各种类型的铂纳米晶体,形状像立方体,球体和金字塔,并测试了它们的特性现在,由中国厦门大学的Shi-Gang Sun和美国佐治亚理工学院的Zhong Lin Wang领导的团队已经开发出了具有最活性表面的24面纳米晶体他们使用电沉积,其涉及通过含铂溶液运行电场,以使金属附着到碳表面并逐渐生长成晶体通过调整晶体必须形成的时间,研究人员能够控制它们的尺寸,直径范围从50到200纳米每秒施加10次电场也迫使晶体生长成四面体,具有24个相同尺寸的面这种形状在性质上是罕见的,并且结果使晶体具有极强的化学活性这是因为晶体中的原子排列自己的方式在立方形晶体的每个面上,原子将在平面中形成在四面体的三角面上,原子不能形成光滑的表面,而是像台阶一样不规则地排列研究人员能够使用透射电子显微镜(TEM)对这些步骤进行成像 - 这是一个高原子和两个或三个原子深度该排列还使原子与其邻居更松散地结合,进一步提高了它们的反应性对于相同量的表面积,24面纳米晶体催化与乙醇的反应比铂纳米球快约两到四倍按重量计算,它们的表现并不好,因为它们更大尽管如此,如果他们能够进一步缩小四己二体,研究人员表示它们应该明显优于其他纳米催化剂据王先生介绍,氧化乙醇等化学物质的能力提高可能对氢燃料电池的发展产生重大影响,氢燃料电池使用铂来氧化化合物并发电 “如果我们要实现氢经济,我们将需要更好的催化剂,”王说 “这种铂催化剂纳米粒子的新形状大大提高了它们的活性”这项新研究是“纳米级催化剂合成的突破”,美国科罗拉多大学科罗拉多大学的丹尼尔费尔德海姆补充道他补充说,如果研究人员能够找到一种方法,用金属氧化物制造类似的纳米粒子,而不仅仅是纯金属,它可以制造更具活性的催化剂并降低制造成本期刊参考:科学(第316卷,

 

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