祝賀大連化物所金催化劑研究取得新進展

祝賀大連化物所金催化劑研究取得新進展

近日，中國科學院大連化學物理研究所航天催化與(yu) 新材料研究室（15室）和穆斯堡爾譜技術研究組（DNL2005）在金催化劑研究方麵取得新進展。通過調節Au與(yu) 羥基磷灰石（HAP）之間的金屬-載體(ti) 強相互作用（Strong Metal-Support Interaction，簡稱SMSI），成功設計並製備出具有高穩定性和高活性的金催化劑（Au/TiO₂-HAP）。在模擬汽車尾氣CO消除反應中，該催化劑反應穩定性優(you) 於(yu) 商業(ye) 三效催化劑（JM888），相關(guan) 研究成果發表在Angew. Chem. Int. Ed.上。金催化研究領域學者Masatake Haruta教授發表題為(wei) Ultrastable nanogold catalyst—on the way going to practical application 的評論文章對該工作進行了highlight。

祝賀大連化物所金催化劑研究取得新進展

　　近年來，納米金催化劑由於(yu) 對多種反應表現出優(you) 異的催化活性和選擇性而廣受關(guan) 注。但金納米粒子穩定性低，在高溫環境或者反應下易聚集長大從(cong) 而降低了反應活性，嚴(yan) 重阻礙了金催化劑的實用化進程。製備兼具高穩定性和高活性的金催化劑麵臨(lin) 巨大挑戰。

　　近期，中科院院士張濤團隊和大連化物所研究員王軍(jun) 虎團隊發現Au與(yu) HAP在高溫氧化條件下可以形成SMSI，引發載體(ti) 對金納米粒子的包裹（J. Am. Chem. Soc. 2016,138,56-59），提高了金納米粒子的穩定性；但是，過度的包裹會(hui) 覆蓋活性位，從(cong) 而降低催化活性。為(wei) 解決(jue) 這一問題，研究團隊向HAP中摻入活性載體(ti) TiO₂，調節HAP與(yu) Au之間的強相互作用，既改變了納米粒子的包裹程度，又提供了高活性反應位點，從(cong) 而研製出同時具有高活性和高穩定性的負載金催化劑Au/TiO₂-HAP。該催化劑經800℃高溫焙燒後仍具有可觀的CO氧化活性，且對一係列高溫反應表現出優(you) 異的反應穩定性。在模擬汽車尾氣的CO消除測試中表現出優(you) 於(yu) 商業(ye) 三效催化劑的反應穩定性。研究結果還表明，該催化劑中Au納米粒子位於(yu) HAP與(yu) TiO₂兩(liang) 種載體(ti) 的界麵之間：這種特殊構型使金納米粒子靠近HAP的一側(ce) 由於(yu) SMSI作用被HAP包裹，確保了催化劑優(you) 異的抗燒結性和穩定性；同時，靠近TiO₂一側(ce) 裸露，可以與(yu) 反應底物直接接觸，確保了催化劑的高活性。該催化劑不僅(jin) 顯示出潛在的實用性，更重要的是，該催化劑的設計與(yu) 製備開辟了一條通過調節SMSI效應製備兼具高穩定性與(yu) 高活性金催化劑的新途徑。

　　上述研究工作得到國家自然科學基金的資助。

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