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氮摻雜納米碳催化機理取得新進展
編輯:比表麵積儀 瀏覽: 添加時間:2014-01-22 16:07
來自寧波材料技術與工程研究院消息:

    以納米碳管、納米金剛石、石墨烯為代表的納米碳材料在催化中具有廣泛的應用前景,不僅可以作為高性能載體負載金屬及氧化物活性組分,還可直接作為非金屬催化劑用於氧化脫氫、選擇氧化、電催化等反應。相對於傳統的金屬催化體係而言,碳基催化劑具有表麵與結構可控、碳資源充足、耐酸堿腐蝕等獨特優勢。通過化學方法將氮、硼、磷等雜原子引入納米碳體係,可以調節其表麵酸堿性、催化活性及產物選擇性,摻雜納米碳材料已經成為國際碳及催化領域的研究熱點之一。
    在前期非金屬催化研究的基礎上,中科院寧波工業技術研究院(籌)新能源技術所張建研究員課題組與中科院金屬研究所蘇黨生研究員、華南理工大學彭峰教授等合作開展了係統的研究工作,通過化學氣相沉積方法製備了氮含量可控的多壁納米碳管(圖1),將其作為丙烷氧化脫氫催化劑時發現,隨著體係中氮含量的增加,目標產物丙烯的選擇性和生成速率均有顯著提升。進一步通過化學反應動力學與表麵分析證明,石墨氮物種可以降低氧分子反應級數和反應活化能,是氧分子活化與催化性能提升的關鍵因素(圖2)。該成果為納米碳摻雜體係反應機理與結構設計提供了新現象、新思路。


 
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