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一種可替代貴金屬金或銀的銅催化劑

文章作者:www.utbltn.icu發布時間:2019-11-02瀏覽次數:1606

最近,中國科學院大連化學物理研究所的孫健研究小組發現了一種可以取代貴金屬金或銀的銅催化劑。它在催化加氫反應中表現出與傳統銅催化劑完全不同的性能,并且接近金或銀。相關研究成果發表在12月22日出版的Science Advances上。

幾乎所有的貴金屬都可以用作催化劑,但它們太貴了

原子的外圍電子結構通常決定金屬的化學性質。金,銀和鉑族金屬的電子結構是穩定的,因此它們具有很強的化學穩定性。在正常條件下,它們不易與其他化學物質發生化學反應。貴金屬。

幾乎所有貴金屬都可用作催化劑,但通常使用鉑,鈀,銠,銀,釕等,其中鉑和銠是最廣泛使用的。它們的d電子軌道未被填充,表面易吸附反應物,強度適中,有利于中間體“活性化合物”的形成,具有較高的催化活性,還具有綜合優良的性能,如高耐溫性,抗氧化性和耐腐蝕性。成為最重要的催化劑材料。雖然貴金屬具有良好的催化性能,但由于其價格昂貴,它們在實際應用中受到限制。

與金和銀相比,同一族的非貴金屬銅更容易失去外圍電子,并且在催化反應中更容易被氧化。在催化反應中,例如氧化或氫化,金屬銅通常表現出零價和一價銅的化學狀態。因此,銅催化劑不是化學穩定的。

與貴金屬相比,銅金屬更容易獲得且更便宜。因此,研究小組試圖通過高能等離子體流轟擊改變銅的外圍電子結構,使銅在催化反應中表現出貴金屬金和銀的特性。保持零價可以取代金和銀催化劑。

研究人員將等離子體流轟擊銅以改變其電子結構的過程與銅催化劑的“冷凍”處理進行了比較。它采用磁控濺射裝置,通過等離子體氬氣在電場作用下產生的高能粒子流直接轟擊銅金屬靶,使金屬銅以原子形式均勻沉積在載體表面。通過“冷凍”方法處理的銅催化劑可以用昂貴的貴金屬催化劑代替,從雞的華麗轉向鳳凰。

實驗表明,“冷凍”銅作為催化劑,沒問題

草酸二甲酯的催化氫化是通過合成氣從煤中生產乙二醇等醇類化學品的重要中間過程之一。銅催化劑通常在三個步驟中催化反應,包括初始氫化以形成乙醇酸甲酯,繼續氫化以產生乙二醇(170-230℃),以及乙二醇的深度氫化以產生乙醇(230-280℃)。

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