大連化物所納米催化研究獲新進展

近日，中科院大連化物所包信和研究員團隊在碳納米管對催化劑的束縛效應和對催化反應性能的調變作用的研究方面又取得了新進展。研究人員發現，采用濕化學方法將金屬鐵(Fe)粒子組裝在碳納米管的管腔內，用于催化合成氣轉化為液體燃料 (GTL) 反應，其催化活性有了明顯提高。在相同反應條件下，與擔載在碳管外壁的鐵催化劑相比，管內催化劑催化反應生成高碳烴(五碳以上油品)的產率提高了近一倍。該結果發表在最新一期《美國化學會志》上(J. Am. Chem. Soc. 130(2008)9414)。

該研究結果是通過原位x-射線衍射技術，對真實催化反應條件下組裝在碳納米管管腔內鐵催化劑的結構進行表征，并與分散在碳管外壁的鐵催化劑進行對比。結果表明，管腔內的鐵催化劑的還原性能得到了顯著的提高，在反應條件下更容易形成具有較高催化反應活性的碳化鐵物種，從而促進了反應性能的提高。這一研究再次證實了碳納米管和金屬納米粒子體系的“協同束縛效應”，及其對催化反應性能的調變作用。

美國《化學和工程新聞》對這一研究結果給與了高度的關注，在最近一期的“最新消息欄目”中以Catalyst In A Bottle Works Better(http://pubs.acs.org/cen/news/86/i28/8628notw8.html)為題予以轉摘和報道，并對包信和研究員團隊的工作給予了較高評價。

碳納米管是石墨烯片以一定的曲率卷曲后，形成具有規整的納米級管腔結構的碳材料。由于石墨烯片偏離了平面，其Pi鍵發生畸變，使電子密度由管內向管外偏移，從而在管內外形成電勢差，這導致了碳納米管呈現出有別于其它傳統碳材料的獨特的物理和化學特性。