複旦大學環境係在催化控製技術領域取得新突破

作者: 伊人影院科技集團 / 時間: 2019-05-20 17:19:34
瀏覽次數 190

欧美 卡通 另类 偷拍訊 去年冬天以來,全國出現了大範圍霧霾天氣,覆蓋超過七分之一的國土麵積,空氣汙染問題再次引發廣泛關注,從源頭上控製大氣汙染物的排放成為國內外科學家治霾的共識。其中,以催化劑為核心的催化控製技術則成為研究的重中之重。

複旦大學環境係在催化控製技術領域取得新突破

近日,複旦大學環境科學與工程係唐幸福副教授環境催化課題組的胡萍萍和黃誌偉等人,在單原子銀催化劑的基礎上,成功地解析了金屬-載體相互作用的本質,構建了金屬單原子活性位的電子態結構和催化活性之間的構效關係,從原子電子態深層次地解決了一些關鍵的環境催化問題,在催化控製技術領域取得了較有意義的新突破。據悉,該項研究成果近期已作為內封麵文章在國際知名學術雜誌Angew. Chem. Int. Ed.(德國《應用化學》,影響因子13.734)上在線發表。

眾所周知,揮發性有機物(VOCs)不僅對人體健康造成威脅,而且是大氣二次汙染物可吸入微細粒子(PM2.5)和臭氧(O3)形成的重要前體物。近年來,我國揮發性有機物排放量持續增加,大氣中的PM2.5和O3濃度居高不下,由此引發的空氣汙染對生態環境和人體健康造成了巨大危害。

複旦大學環境係在催化控製技術領域取得新突破

為了減少灰霾天氣的發生,改善區域空氣質量,必須從源頭上控製作為PM2.5等大氣二次汙染物的前體物揮發性有機物的排放。在眾多的揮發性有機物排放控製技術中,高效環保無副作用的催化控製技術得到了大家的廣泛關注,而催化劑作為催化控製技術的核心,更是成為了研究的重中之重。

作為非均相催化領域的一個重大研究課題,強金屬-載體相互作用(Strong-Metal-Support Interactions, SMSI)自1978年被Tauser等人提出之後,眾多的科學家都為揭示SMSI的本質付出了巨大的努力。但金屬顆粒的量子化納米尺寸效應和幾何結構敏感的電子效應,使得納米顆粒不同表麵原子的電子態分布不均,多年來人們隻能統計地、表觀地對SMSI進行認識和理解。解決這一難題的關鍵是合成具有均一的、電子態可控的單活性位催化劑。

複旦大學環境科學與工程係唐幸福課題組在2012年突破傳統思維,選用合適的催化劑載體,采用“反Ostwald合成法”,在溫和的條件下實現銀顆粒→銀團簇→銀單原子的變化過程,研製出了單原子銀催化劑,其不僅能夠高效地催化甲醛氧化反應,同時有效地消除了金屬顆粒的納米效應和幾何結構效應,為研究本征金屬-載體相互作用(Intrinsic Metal-Support Interactions, IMSI)創造了極佳的條件。

在此基礎上,唐幸福帶領他的團隊與國內外的實驗室建立合作,繼續深入挖掘,采用多種先進測試手段,最終構建出金屬單原子活性位的電子態結構和催化活性之間的構效關係,揭示了IMSI的本質,也從原子電子態層麵解決了一些關鍵的環境催化問題。

唐幸福課題組所研製的單原子銀催化劑用於低溫高效去除甲醛,相較於傳統去除甲醛的方法,具有不可比擬的優勢。此項成果對於揮發性有機物的源頭治理產生了積極影響。因此,基於單原子銀催化劑所揭示的IMSI本質,不僅僅對環境催化領域有著較大的科學理論價值,同時也對以原子經濟型環保催化劑為代表的催化控製技術的完善與發展具有一定的實際指導意義。

Angew. Chem. Int. Ed.雜誌的高級審稿專家對此項成果給予了較高的評價,科技時訊博覽,他們認為:該項研究成果非常重要,一個重要貢獻是從實驗上解決了金屬-載體相互作用的本質這一艱巨的科學難題,並決定作為內封麵文章亮點發表。 

聲明:本網所有文章(包括圖片和音視頻資料)係出於傳遞更多信息之目的,且明確注明來源和作者,不希望被轉載的媒體或個人可與伊人影院聯係,伊人影院將立即進行刪除處理。所有文章僅代表作者觀點,不代表本站立場。