近日,中國科學院大連化學物理研究所航天催化與新材料研究室研究員黃延強、副研究員楊小峰團隊在單原子催化劑的設計合成及催化應用策略研究方面取得新進展,采用含氮有機聚合物材料為載體,制備出類均相銥活性中心的單原子催化劑,該催化劑在二氧化碳加氫反應中表現出優異催化性能。相關研究成果以全文的形式于Cell 旗下的Chem 雜志上發表。
“單原子催化”概念由大連化物所張濤團隊、清華大學教授李雋及美國亞利桑那州立大學教授劉景月于2011年共同提出,迅速成為多相催化領域的研究前沿,并有望成為關聯多相與均相催化的橋梁。然而,催化劑載體表面的不均勻性對單原子催化劑的形成、穩定性能、催化性能都有極大的限制。為此,黃延強團隊提出借鑒均相催化模型,從分子水平構建載體負載單原子活性中心,從而不僅可獲得穩定的單原子活性中心,而且可以實現單原子催化劑的“準均相”應用。
CO2催化加氫合成甲酸是一個原子經濟性的反應,生成的甲酸不僅是重要化工原料,還可作為一種理想的液態儲氫材料。在前期探索CO2催化活化轉化的研究認識基礎上(Nat. Commun., ACS Catal., ChemSusChem),該團隊利用酰胺化反應簡捷、高效地制備出含有吡啶-酰胺基團的多孔有機聚合物,并將其作為載體負載單原子銥催化劑以實現活性中心的穩定性,該催化劑在二氧化碳加氫制甲酸反應中表現出優異的催化活性,解決了多相催化在該反應中一直面臨的活性不高的難點。同時,科研人員通過球差電鏡、XPS、XAS等表征實驗,結合理論計算催化活性中心結構及光譜模擬,對Ir單原子催化劑的結構進行了精確解析,確認該單原子催化劑具有類均相活性中心,且具有與均相催化過程相同的催化反應機理。該研究為二氧化碳的高值化利用、設計新型單原子催化劑及應用提供了新思路。
以上研究得到國家科技部重點研發計劃、中科院戰略性先導科技專項、國家自然科學基金項目、中科院青年創新促進會項目等資助。
大連化物所單原子催化劑用于二氧化碳轉化研究取得新進展
在全球氣候變暖壓力日益加劇的背景下,如何安全、高效地封存二氧化碳已成為全球科研攻關的重點課題。近日,清華大學深圳國際研究生院副教授殷振元團隊的最新成果發表于《碳捕集科學與技術》。研究團隊創新性地選用一......
高溫高壓、有機溶劑、金屬催化劑——這些工業界費盡心力仍難以擺脫的“標配”,一種深海真菌在水溶液中就悄然完成了。它究竟藏著怎樣的秘密?9月1日,《美國化學會志》在線刊發了中國科學院南海海洋研究所研究員閆......
近日,中國科學院廣州能源研究所研究員王晨光、副研究員羅密團隊成功構建了一種具有動態自優化特征的L10-PtCo@Co-shell核殼催化劑。該催化劑通過有序L10-PtCo金屬間化合物核與超薄Co富集......
近日,中國科學院大連化學物理研究所研究員王勝團隊開發出新一代非貴金屬整體結構燃燒催化劑,并實現了規模化生產。該催化劑分別在山西1000Nm3/h通風瓦斯催化氧化工業側線試驗裝置和貴州10000Nm3/......
近日,由中石化石油化工科學研究院有限公司(以下簡稱石科院)牽頭承擔的“高活性脫乙基型C?芳烴異構化催化劑應用”項目通過中國石化科技數智化部組織的技術鑒定。鑒定委員會認為,該技術整體達到國內領先水平。C......
2026年7月16日,海南醫科大學2026年熱帶轉化醫學教育部重點實驗室設備購置項目(項目編號:HXY2026-105)結果出爐,項目總中標金額9315027元。其中,Esco(益世科生物)生物安全柜......
乙烯是現代化學工業中最重要的大宗化學品之一。目前工業乙烯主要依賴化石烴高溫蒸汽裂解制備,該過程能耗高、碳排放強度大。相比之下,利用可再生電力驅動二氧化碳電還原反應合成乙烯,有望實現“二氧化碳資源化利用......
近日,西安交通大學化學工程與技術學院教授費強團隊成功構建太陽能驅動的生物光催化耦合系統,實現將甲烷和CO2協同轉化為4-羥基苯甲酸和氫氣,為分散式一碳資源高值化利用、碳減排與可再生能源開發提供了全新技......
近日,我所氫能與先進材料研究部碳資源小分子與氫能利用研究組(DNL1905組)劉岳峰研究員等與成都大學康輝特聘研究員、太原理工大學章日光教授、意大利墨西拿大學GabrieleCenti教授等團隊合作,......
澳大利亞科學家的一項新研究發出警示:隨著大氣二氧化碳(CO2)濃度持續升高,人體血液中的CO2水平也在悄然攀升。如果這一趨勢不加遏制,幾十年內,一項關鍵血液指標可能逼近健康警戒線。相關論文發表于《空氣......