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近日,中科院大連化物所黃家輝研究員團(tuán)隊(duì)和喬波濤研究員團(tuán)隊(duì)與燕山大學(xué)孫科舉教授團(tuán)隊(duì)合作,發(fā)展了一種兼具高活性以及高穩(wěn)定性的納米金催化劑的合成新策略,為新型高穩(wěn)定高活性納米金催化劑的開(kāi)發(fā)提供了新思路。 該研究團(tuán)隊(duì)選擇氯金酸作為金源、正硅酸乙酯作為硅源,即金和硅的前驅(qū)體。在堿性條件下,通過(guò)共同沉淀的方式將金和硅前驅(qū)體一步沉積到氧化鈦載體表面,通過(guò)高溫焙燒,得到氧化硅修飾的納米金催化劑。實(shí)驗(yàn)和理論計(jì)算表明,氧化硅的包裹不僅可以抑制金顆粒的長(zhǎng)大,同時(shí)薄層氧化硅與金顆粒形成的豐富的金—氧—硅鍵,可以促進(jìn)一氧化碳氧化反應(yīng)過(guò)程中氧氣的吸附和活化,使催化劑具有極高的催化反應(yīng)活性。 納米金催化劑是指以納米金為催化活性組分的催化劑,其催化反應(yīng)活性跟金顆粒的尺寸密切相關(guān)。當(dāng)金顆粒尺寸小于5納米時(shí),納米金催化劑能夠展現(xiàn)出優(yōu)異的催化反應(yīng)活性。納米金催化劑已經(jīng)在一氧化碳氧化、丙烯環(huán)氧化、醇醛的選擇性氧化等眾多反應(yīng)中展示了獨(dú)特的催化反應(yīng)性能,被認(rèn)為是一種極具工業(yè)應(yīng)用前景的催化劑。但是納米金顆粒在高溫焙燒或者催化反應(yīng)(甚至是低溫催化反應(yīng))過(guò)程中容易燒結(jié)或聚集,導(dǎo)致其穩(wěn)定性較差,限制了納米金催化劑的工業(yè)應(yīng)用進(jìn)程。因此,開(kāi)發(fā)高穩(wěn)定性的納米金催化劑成為相關(guān)領(lǐng)域的研究重點(diǎn)之一。目前,通過(guò)金屬載體強(qiáng)相互作用、氧化物包裹、分子篩孔道限制等多種方式,可以極大改善納米金催化劑的穩(wěn)定性,但是這些方法通常以犧牲部分活性位點(diǎn)為代價(jià),因此得到的納米催化劑的催化反應(yīng)活性往往較差。 |