近日,中科院大连化物所孙剑副研究员带领的团队与浙江师范大学、宁夏大学和日本富山大学等合作,发现了一种可替代贵金属金或银的铜催化剂。相关研究成果发表于2018年12月22日出版的《科学-进展》(Science Advances)上。

  为提高铜催化剂的稳定性,研究团队尝试通过?#26696;?#33021;等离子体流轰击”的方法,改变铜的外围电子结构,使铜表现出贵金属金和银的特性,在催化反应中保持零价态,进而可以替代金、银催化剂。这种等离子体流轰击铜改变其电子结构的过程被科研人员比喻为对铜催化剂的“冷冻”处理。它是采用磁控溅射装置,在电场驱动下,通过被等离子体化的?#36130;?#20135;生的高能粒子流,定向轰击铜金属靶,使得金属铜以原?#26377;?#24335;均匀沉积于载体表面。

  科研人员尝试在草酸二甲酯催化加氢反应中,用“冷冻”的铜纳米颗粒催化剂替代贵金属催化剂。实验结果显示,被“冷冻”的铜纳米颗粒在反应过程中可被锁定在金属态,草酸二甲酯加氢反应的主产物为高附加值的乙醇酸甲酯,?#20057;?#37255;酸甲酯的选择性可最高达87%。反应过程中,“冷冻”的铜纳米颗粒催化剂表现出了与贵金属金或银极其类似的催化性能。

  该结果颠覆?#36865;?#20652;化剂利于发生深度加氢反应而生成乙二醇和乙醇等醇类化合物的传统?#29616;?#35777;明?#36865;?#37329;属经过处理,可以表现出了与贵金属金或银极其类似的催化性能。

  大连日报记者谢小芳