高穩定石墨烯基催化劑問世

　　本報訊 近日，中科院理化技術研究所張鐵銳研究員和美國加州大學河濱分校殷亞東教授合作開發了一種“介孔二氧化硅封裝保護”方法，解決了石墨烯基催化劑在熱催化中的瓶頸問題。

　　研究人員將石墨烯/鉑納米顆粒復合催化劑封裝在介孔二氧化硅納米片中。這種三明治結構不僅能夠利用介孔二氧化硅的限域空間有效抑制金屬納米顆粒在石墨烯表面的團聚和長大，使催化劑在700℃的高溫條件下仍然能夠保持穩定，還可以減少石墨烯納米片之間的π–π鍵相互作用，使該復合催化劑在溶液中具有優異的分散性能。這種介孔二氧化硅保護的催化劑不僅在硝基苯加氫反應中顯示出較高的催化活性和可多次循環使用性能，而且在諸如一氧化碳氧化和水汽反應等高溫催化反應中也都顯示出極佳的穩定性。此外，即使該催化劑被有機毒化分子毒化，也可以通過簡單的熱處理完全恢復活性。該方法還具有很好的通用性，鉑納米顆粒可以替換成諸如鈀、釕等其他金屬納米催化劑。

　　近年來，石墨烯基催化劑在熱催化領域的發展較為緩慢。首先，石墨烯納米片之間的強π–π相互作用力使催化劑團聚嚴重從而遮蔽了大量活性位點；其次，石墨烯與其表面負載的納米催化劑之間作用力較弱，使得負載的納米催化劑顆粒容易發生遷移、團聚長大從而降低甚至失去催化活性。 （百川）

來源：中國化工報

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