記者從中國科學院大連化學物理研究獲悉，該所喬波濤研究員、李為臻研究員和張濤院士團隊在單原子催化研究方面取得新進展。研究人員通過簡單的物理混合方法，經高溫焙燒即可制備得到高熱穩(wěn)定單原子催化劑。該方法操作簡單、易放大，目前已實現千克規(guī)模制備，為單原子催化劑的大規(guī)模制備奠定基礎。相關成果發(fā)表在《自然-通訊》上。
2011年，張濤院士研究團隊與清華大學李雋教授和美國亞利桑那州立大學劉景月教授合作，在國際上首次報道了氧化鐵負載鉑單原子催化劑，并在此基礎上提出了“單原子催化”的概念。短短幾年時間，單原子催化劑因其具有最大的原子利用率、均一的活性位點、對特定反應優(yōu)異的活性、選擇性，成為催化領域研究的熱點。
隨著研究的深入，單原子催化劑的制備方法層出不窮。其中，原子層沉積和質量篩選-軟著陸法精確且可控，但成本高、產率低，目前僅適合實驗室制備;濕化學法較為常見，然而過程通常較為耗時且繁瑣，不利于單原子催化劑的大規(guī)模制備。此外，制備得到的單原子催化劑熱穩(wěn)定性往往較差，不適合用于高溫反應。這些都在一定程度上限制了單原子催化劑的工業(yè)化應用。因此，規(guī)模化制備高熱穩(wěn)定的單原子催化劑仍是亟待解決的問題。
在前期研究工作的基礎上，該研究團隊使用商業(yè)的二氧化釕粉末作為釕源，含鐵的尖晶石作為載體，通過簡單的物理混合方法，經過高溫焙燒即可制得高熱穩(wěn)定的釕單原子催化劑。據介紹，在不同濃度的氧化亞氮分解反應中，單原子催化劑均表現出良好的催化活性，經高溫長時間反應，催化劑不失活，且釕單原子未燒結及流失。
由于物理混合制備單原子的方法簡單，易于放大，使用商業(yè)三氧化二鐵作為載體，已成功實現千克級單原子催化劑的制備，為高熱穩(wěn)定單原子催化劑的大規(guī)模制備奠定了基礎。(記者 郝曉明)
關鍵詞： 單原子催化劑
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