研究發現獲得高密度、高穩定FLP的簡易且高效方法
發布時間:2024.06.05        閱讀次數:

西安交通大學常春然教授和陜西師范大學劉忠文教授團隊針對開發高活性、高表面密度和高穩定性的新型催化劑多相受阻路易斯酸堿對(FLP)難題,揭示出天然FLP具有替代貴金屬催化劑的巨大潛力,近日該研究成果發表在《德國應用化學》上。

研究從數據庫常見的晶體結構出發,系統分析了14種常見二元化合物,通過酸堿位點配位數及關鍵距離比等參數,發現纖鋅礦結構晶體(如GaN、ZnO、AlP)的(100)和(110)表面存在天然的FLP位點。表面所有陽離子和陰離子均可充當路易斯酸和路易斯堿位點,形成高密度的表面FLP活性位,是目前文獻報道值的近三倍。更重要的是,第一性原理分子動力學模擬表明,這些天然FLP即使在高溫和反應性氣氛下也能保持穩定,這對于實際應用至關重要。

研究團隊進一步對纖鋅礦表面的天然FLP位點的催化性能進行了深入研究,發現天然FLP在活化H2、CH4和NH3等小分子方面表現出與Pt相當甚至更好的催化性能,這意味著天然FLP具有替代貴金屬催化劑的巨大潛力。纖鋅礦晶體表面FLP的優異催化性能源于其獨特的電子結構。這項工作不僅提供了一種在常見固體材料上獲得高密度、高穩定FLP的簡易且高效方法,更重要的是它揭示了自然界中就存在著高效的FLP催化材料,為多相催化劑的研制開辟了新思路。

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