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介孔金屬晶體納米材料獲得新進展 探究催化和能源領域
發(fā)布日期： 2022-02-17 15:19:32 來源： 中國科學報

介孔納米材料是一系列含有2-50nm穿透孔道的納米材料。自1992年首次發(fā)現(xiàn)以來，介孔材料因高比表面積、大孔體積、可調(diào)節(jié)孔徑和可控形態(tài)廣泛應用于催化、能量轉(zhuǎn)換與儲存、氣體分離、氣體傳感和生物醫(yī)學等領域。作為第二代介孔材料，介孔金屬晶體納米材料在催化方面表現(xiàn)出明顯的優(yōu)勢。

四川大學化學學院劉犇課題組最近發(fā)現(xiàn)介孔金屬的晶體孔道結(jié)構(gòu)可以調(diào)節(jié)苯丙炔催化半加氫反應，實現(xiàn)了高附加值苯乙烯的高選擇性。介孔金屬的晶體孔道形成了顯著的表面拉伸應變，產(chǎn)生一個狹窄的鉗形空間，改變了催化反應中間體的吸附/解吸能力，在介觀水平上激活了其在催化反應產(chǎn)物的選擇性。

該論文成果發(fā)表于德國《應用化學》(Angewandte Chemie International Edition)。

相較于傳統(tǒng)的無序合金材料，金屬間化合物納米顆粒的金屬原子高度有序，具有明確的原子化學計量。這些內(nèi)在特征改變了金屬間化合物的表面幾何結(jié)構(gòu)和電子結(jié)構(gòu)，影響了它們的催化活性、選擇性和穩(wěn)定性。有序介孔金屬間化合物由于其綜合的金屬間化合物和介孔框架結(jié)構(gòu)的雙重優(yōu)勢，是一種理想的高效納米催化劑。因此，在現(xiàn)有合成基礎上，發(fā)展新的合成策略實現(xiàn)原子晶體相和原子序列可控的介孔金屬納米材料，探究其在催化和能源領域的應用至關重要。

為了克服金屬間化合物形成過程中容易聚集和形貌不易控等難題，劉犇課題組開發(fā)了一種通用的共生模板合成策略，精準合成了具有明確形貌、周期性的有序介觀和原子有序的介孔金屬間化合物納米顆粒。同時評估了在有序介孔結(jié)構(gòu)的協(xié)同作用下對3-硝基苯乙炔 (3-NPA)選擇性加氫反應的金屬間晶相依賴性催化性能，介孔金屬間化合物PtSn表現(xiàn)出可控選擇性和高穩(wěn)定性。(作者：張晴丹)

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