傳統的沸石合成方法需要一定量的有機模板劑，不利于控制納米顆粒的粒徑
2018-09-17
浙江大學的肖豐收/王亮研究團隊與加州大學Davis分校的Bruce C. Gates教授，阿卜杜拉國王科技大學的韓宇、朱藝涵教授，中科院沈陽金屬研究所的蘇黨生、張炳森教授，美因茲大學的Ute Kolb教授合作，成功通過一種有效普適的晶種導向法實現無有機模板合成沸石晶體封裝粒徑范圍可控的金屬納米顆粒，這種催化材料在水煤氣變換、一氧化碳氧化、甲烷重整、二氧化碳氫化等一系列反應中表現出非常高的穩定性。相關研究成果發表在Nature Catalysis上，論文的通訊作者為肖豐收教授和王亮副研究員，第一作者為張建博士。
納米金屬催化材料廣泛應用于石油煉制和精細化學品等生產過程中。但是在催化高溫反應過程中，金屬納米顆粒容易發生燒結和積碳導致失活。傳統方法采用增強金屬和載體間的相互作用或金屬氧化物包覆等方法提高金屬顆粒的穩定性，但是這些方法會降低納米顆粒的活性。將納米顆粒封裝到沸石晶體中可以實現保持活性的同時提高納米顆粒的穩定性。但是傳統的沸石合成方法需要一定量的有機模板劑，不利于控制納米顆粒的粒徑。
肖豐收/王亮研究團隊在沸石合成過程中將Pd、Rh、Pt、Ag等金屬納米顆粒封裝到沸石晶體內部，通過透射電子顯微鏡、三維倒易空間重構技術等手段可以確定金屬納米顆粒完美封裝于沸石晶體內部。這種結構納米顆粒完全嵌入沸石單晶中，相互之間被沸石晶體完全分隔開，因此沸石晶體賦予金屬顆粒非常高的穩定性。研究人員將這種催化材料用于高溫水煤氣變換、一氧化碳氧化、甲烷重整、二氧化碳氫化等一系列反應中，發現該催化材料具有非常高的穩定性。該工作為調控金屬催化的穩定性提供了新的思路。
該論文作者為：Jian Zhang, Liang Wang, Bingsen Zhang, Haishuang Zhao, Ute Kolb, Yihan Zhu, Lingmei Liu, Yu Han, Guoxiong Wang, Chengtao Wang, Dang Sheng Su, Bruce C. Gates & Feng-Shou Xiao
來源：x-mol網
