化学家发现一种与异质催化剂一起使用的新方法

科学家揭示了一种使用多相催化剂的新方法

科学家们已经开发出一种新的方法来处理像铱这样的催化剂。

科学家们发现了一种使用多相催化剂的新方法,这种催化剂是能源技术开发和工业化学品生产的关键化学驱动因素。

这种新方法提供了分子水平上具有两个-的机制的详细一瞥原子铱是一种稀有元素,它的氧化形式是分解水分子生成H的最佳催化剂之一2和o.2

此外,发现可能具有用于生产可持续太阳能的燃料的实际应用。

催化是通过引入另外的化学物质来增加化学反应速率的过程,称为催化剂。催化剂打开新的途径来连接反应物,但本身并不消耗。

多相催化是催化的一种形式,其中催化剂的相-通常是固体-不同于反应物。科学家说,研究非均相催化剂很困难,因为反应发生的分子位置不明确。

一个研究团队包括来自耶鲁大学、波士顿学院、清华大学、加州大学欧文分校、塔夫茨大学、劳伦斯伯克利国家实验室、Forschungszentrum Julich和南京大学的科学家,他们在3月5日在线发表在《美国国家科学院院刊》上的一项新研究中解决了这一挑战。

研究人员开发了一种直接、稳定的方法,在氧化铁表面制备单原子和双原子形式的铱。在用电子显微镜确认了催化反应的位置后,研究人员能够对催化反应的机理进行详细的研究。

“这将使我们能够深化我们对催化反应的理解,并发展更强大,更有效的催化剂,”柯阳,耶鲁博士后助理和该研究的联合第一作者称。“例如,在这项研究中,我们证明了双铱原子的催化剂优于单原子铱来分离水。我们能够充分利用每一个铱星。“

根据研究人员称,反应的氧化铁表面具有额外的益处。它有能力吸收阳光并驱动与太阳能的化学反应。

该研究的通讯作者是耶鲁大学化学教授维克托·巴蒂斯塔和加里·布鲁维格,以及波士顿学院的王duyabovip2021nwei Wang。波士顿学院的赵燕燕是这项研究的第一作者之一;耶鲁大学的团队还包括研究生凯利·马特纳(Kelly Materna)。

Batista说:“这是一种高度创新的方法,可以更好地控制化学表面的结构和催化功能。”“这种简单的方法可以在原子水平上进行表面设计,广泛应用于能源存储、电子、催化和传感等领域。”

Batista是耶鲁化学系和耶鲁能源科学研究所的一名教职员工。yabovip2021Brudvig是Yale的化学系主席和耶鲁能源科学研究所主任。yabovip2021

出版物:Yanyan Zhao,等,“稳定的铱星形异质催化剂,用于太阳能水氧化金属氧化物基材,”2018年PNAS;doi: 10.1073 / pnas.1722137115

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