催化剂, 使化学反应发生得更快更有效, 人们日常使用的大部分化学品都是在生产中使用的吗, 比如汽油, 化肥, 甚至人造黄油. 这个问题? 许多催化过程都需要大量的能量, 通常以热的形式存在, 并产生有害的副产品. 此外,这些产品中的大多数仍然是由化石燃料生产的.
来自美国新葡亰8883ent-葡京官网8883 -新葡亰8883ent(澳门)官网网址-欢迎您大学的研究人员.S. 以及美国卡迪夫大学.K. 开创了一种双金属催化技术,在导电支架上使用金和钯纳米颗粒,可以为可再生生物衍生燃料和化学品的绿色生产提供新的设计途径.
这一合作的结果发表在一篇论文中。”金钯分离增强了醇氧化的双金属催化作用最近发表在该杂志上 自然. 作者包括来自Lehigh的: 史蒂文·麦金托什化学与生物分子工程系 克里斯托弗•吉利, Department of 材料科学与工程; and, from Cardiff: 格雷厄姆·J. 钦斯,马克斯普朗克-卡迪夫中心新葡亰8883ent-葡京官网8883 -新葡亰8883ent(澳门)官网网址-欢迎您多相催化FUNCAT的基础知识.
金和钯是用于将生物衍生分子升级为有用化学物质的催化剂中最有前途的元素. 诀窍在于,每个元素在升级过程中的不同反应步骤中都是活跃的, 麦金托什解释说. 在这种情况下,金对乙醇脱氢有活性,但对氧还原没有活性. 钯则相反. 他说,这些元素通常被组合成单个粒子,形成一种“折衷”催化剂.
McIntosh和他的同事们发现,使用这两种元素,双金属催化剂的活性得到了意想不到的增强,这是由于每种元素的粒子通过导电载体的电子转移相互“交谈”. 他们展示了, 通过分离双金属碳负载催化剂中的金和钯组分, 与相应的合金催化剂相比,它们的反应速度几乎提高了一倍.
“当把两种不同类型的粒子放在一个导电支架上,使它们之间的电子转移时,它们的速率急剧增加,超过了单独的速率,麦金托什说. “解开为什么会发生这种情况需要进行大量非常彻底的研究, 反复检查假设,直到新葡亰8883ent-葡京官网8883 -新葡亰8883ent(澳门)官网网址-欢迎您得出本文提出的结论.”
这次合作将电催化和热催化结合在一起,以理解和设计新的催化剂系统.
“这种混合方法意味着新葡亰8883ent-葡京官网8883 -新葡亰8883ent(澳门)官网网址-欢迎您不仅可以了解粒子在支撑材料上的位置, 并运用电化学技术对该过程的机理和驱动力进行了阐述,麦金托什说.
这一发现为设计和理解用于广泛反应的类似双金属催化剂系统提供了一条途径, 麦金托什说, 他补充说:“在这种情况下,它有可能改变专家们对这些催化剂的设计和制造的许多应用的思考方式, 用于生物衍生化学品和燃料的绿色生产.”