纳米催化让科学家可以从原子和分子尺度来研究催化剂的表界面和构效关系,为能源、环保和合成化学等领域带来许多新的机遇。2017年,纳米催化在单原子催化剂、甲烷产氢、直接制甲醇、低温活化、汽车尾气净化等领域取得一系列重要突破。有鉴于此,纳米人整理了2017年纳米催化的九个重要进展:
特别声明:排名不分先后,按心情而已!
1.
原子级分散Pt/α-MoC催化甲烷和水低温产氢!
马丁、周武、温晓东以及石川团队开发了一种原子级分散的Pt/α-MoC双功能催化剂,在150-190℃低温条件下实现了极高的甲烷和水产氢效率。
Lili Lin, Wu Zhou, Rui Gao, Chuan Shi,Xiao-Dong Wen and Ding Ma. Low-temperature hydrogen production from water andmethanol using Pt/α-MoC catalysts. Nature 2017, 544, 80-83.
2.
氧气用于甲烷直接制甲醇或成为可能!
GrahamJ. Hutchings团队利用AuPd纳米颗粒水溶胶作为催化剂,以O
2
作为氧化剂原料,在温和条件下实现甲烷高选择性直接制甲醇将成为可能!
Nishtha Agarwal, Graham J. Hutchings etal. Aqueous Au-Pd colloids catalyze selective CH4 oxidation to CH3OH with O2under mild conditions. Science 2017.
3.
单原子催化剂低温活化CO!
王勇课题组和新墨西哥Abhaya K. Datye课题组合作报道了一种蒸汽热处理方法,可制备稳定的原子级分散Pt
2+
/CeO
2
催化剂,提高汽车尾气中CO等污染物的低温催化氧化性能。
Lei Nie*, Donghai Mei*, Haifeng Xiong*,Abhaya K. Datye†, Yong Wang† et al. Activation of surface lattice oxygen insingle-atom Pt/CeO2 for low-temperature CO oxidation. Science 2017, 358,1419-1423.
4.
甲烷97%高选择性直接制甲醇!
Sushkevich团队利用含铜位点的沸石为催化剂,基于水的部分氧化,使甲烷以97%的高选择性无氧氧化直接制甲醇!
Vitaly L. Sushkevich, JeroenA. vanBokhoven et al. Selective anaerobic oxidation of methane enables directsynthesis ofmethanol. Science 2017, 356, 523-527.
5.
液态催化剂催化甲烷产氢!
HoriaMetiu和Eric W. McFarland团队报道了一种液态的熔融合金催化剂,可用于甲烷直接裂解高效产氢!该工艺中,反应产生的固体碳不溶于熔融合金,会漂浮在液体表面,很容易清理收集,回收使用。
D. Chester Upham, Horia Metiu, EricW.McFarland et al. Catalytic molten metals for the direct conversion ofmethaneto hydrogen and separable carbon. Science 2017, 358 , 917-921.
6.
动态的多核“单位点”催化剂!
William F.Schneider和普渡大学的Rajamani Gounder等人发现,优化Cu的空间分布性,提高Cu的可移动性,是加速CuI氧化速率,提高低温NOx选择性催化还原的重要手段!
Christopher Paolucci, William F.Schneider, Rajamani Gounder et al. Dynamic multinuclearsites formed bymobilized copper ions in NOx selective catalytic reduction.Science 2017.
7.MOF
衍生Co纳米催化剂合成含氮化合物!
MatthiasBeller等人报道了一种MOF衍生的石墨烯包裹Co纳米催化剂,可应用一系列还原胺化反应,高选择性制备至少上百种含氮化合物。
Rajenahally V. Jagadeesh, KathiravanMurugesan, Matthias Beller et al. MOF-derived cobaltnanoparticles catalyze ageneral synthesis of amines. Science 2017.