近日,大连物化所研究员张涛领衔的航天催化与新材料研究,以氧化铁为载体,首次制备出具有实用意义的“单原子”铂催化剂,实现了多相催化剂制备从纳米水平到原子水平的重大推进,极大提高了贵金属催化剂的利用率。

  作为化学反应中不可替代的催化剂,铂、钯等贵金属在诸多领域发挥着重要的作用。但是资源稀缺所带来的昂贵价格,无疑成为横亘在催化剂制造商面前的一道难题。因此,如何提高贵金属的原子利用效率一直是催化剂制备科学的核心问题之一。

  “透过超高分辨扫描透射电子显微镜可以看到,我们的催化剂中所有的铂都是呈单原子分散状态。而对其进行CO的催化转化实验后发现,不仅单个铂原子是稳定的,而且催化活性是传统的纳米催化剂的2~3倍。”张涛向《科学时报》记者介绍说。

  由于催化反应总是在催化剂表面发生,对于相同质量的物质,被分散得越细小时,可以暴露的表面原子越多,表面积总和越大,催化效果也就越好。但目前工业催化剂通常只能得到尺寸在1~20纳米范围内的纳米粒子。因为亚纳米粒度大小的微粒倾向于扩散和凝聚,从而导致催化剂失活。