高效氫-氰化反應取得進展
文章來源：未知 更新時間：2018-12-27 09:16:36
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近日，中科院大連化物所孫劍研究團隊發現了一種可替代貴金屬金或銀的銅催化劑，在催化加氫反應中表現出與傳統銅催化劑完全不同而與金或銀接近的性能。 金、銀等貴金屬電子結構穩定，一般條件下不易與其他化學物質發生化學反應，表現出較高的催化活性，同時還具有耐高溫、抗氧化、耐腐蝕等特性，成為最重要的催化劑材料。雖然貴金屬具有很好的催化性能，但是由于其價格昂貴，限制了實際的應用。與金、銀相比，同族的非貴金屬銅更易獲得且價格便宜，但是銅金屬更容易失去外圍電子，在催化反應中也更易被氧化，因此銅催化劑化學性質并不穩定。
為提高銅催化劑的穩定性，該研究團隊嘗試通過“高能等離子體流轟擊”的方法，改變銅的外圍電子結構，使銅表現出貴金屬金和銀的特性，從而可以替代金、銀催化劑。這種等離子體流轟擊銅改變其電子結構的過程被科研人員比喻為對銅催化劑的“冷凍”處理。它是采用磁控濺射裝置，在電場驅動下，通過被等離子體化的氬氣產生的高能粒子流，定向轟擊銅金屬靶，使金屬銅以原子形式均勻沉積于載體表面。
科研人員嘗試在草酸二甲酯催化加氫反應中用“冷凍”的銅納米顆粒催化劑替代貴金屬催化劑。實驗結果顯示，被“冷凍”的銅納米顆粒在反應過程中可被鎖定在金屬態，在反應溫度為230℃~290℃時，草酸二甲酯加氫反應的主產物為高附加值的乙醇酸甲酯，且乙醇酸甲酯的選擇性最高可達87%.反應過程中，“冷凍”的銅納米顆粒催化劑表現出了與貴金屬金或銀極其類似的催化性能。
該結果顛覆了銅催化劑利于發生深度加氫反應而生成乙二醇和乙醇等醇類化合物的傳統認知，證明了銅金屬經過處理，可以表現出與貴金屬金或銀極其類似的催化性能。 |
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