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我国科学家发明新型金属催化剂
2015-03-09 09:27:50   来源:光明网    点击:

  记者从中国科学技术大学获悉,该校熊宇杰教授课题组设计了一类独特的金属钯纳米材料,同时具有高催化活性和太阳能利用特性,在光驱动有机加氢反应中展现出优异的催化性能,室温光照下即可达到70摄氏度加热反应的催化转化效率。最新一期国际著名期刊《德国应用化学》刊发了这项研究成果。

  金属钯是众多有机反应的高效催化剂,与常见的金银相比,常规金属钯纳米材料的吸收太阳光能力较差,吸光范围局限在仅占太阳能5%的紫外波段,给太阳能俘获和利用带来巨大困难。

  熊宇杰小组设计了一类尺寸为50纳米且具有内凹型结构的金属钯纳米材料,通过降低结构对称性和增大颗粒尺寸,使其能够在可见光宽谱范围内吸光,吸光后的光热效应足以为有机加氢反应提供热源。设计的独特之处在于,纳米结构的尖端棱角处具有超强的聚光能力从而产生局部高温,并且棱角处也是加氢反应的高活性位点,实现了太阳能利用和催化活性的合二为一。基于该设计,他们开发出的金属钯纳米材料在室温光照下即可有效驱动有机加氢反应,而传统热催化技术需要将反应加热至70摄氏度以上才能实现完全化学转化。

  专家评价,该进展不但为利用太阳能替代热源驱动有机催化反应提供了可能,而且也对相关催化材料的科学设计具有重要推动作用,未来有望应用于重要化学品的光合成。

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