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非均相催化剂均相化研究中实现表面活性位点的均相化

来源：化工仪器网2021/3/22 13:50:54146

导读

中国科大化学与材料科学学院教授的实验课题组和工程科学学院近代力学系教授的理论计算课题组合作，实现了非均相催化剂表面活性位点的均相化。

　　非均相催化剂呈现在不同相(Phase)的反应中(例如：固态催化剂在液态混合反应)，而均相催化剂则是呈现在同一相的反应(例如：液态催化剂在液态混合反应)。一个简易的非均相催化反应包含了反应物(或zh-ch:底物;zh-tw:受质)吸附在催化剂的表面，反应物内的键因十分的脆弱而导致新的键产生，但又因产物与催化剂间的键并不牢固，而使产物出现。目前已知许多表反应发生吸附反应的不同可能性的结构位置

　　仅仅由于本身的存在就能加快或减慢化学反应速率，而本身的组成和质量并不改变的物质就叫催化剂。其中非均相催化分为单相和多相催化，催化剂跟反应物同处于均匀的气相或液相时，叫做单相催化作用；催化剂跟反应物属不同相时，叫做多相催化作用。

　　非均相催化剂由于存在各种缺陷、台阶、转角、晶面等，表面的活性组分处于不同的局域配位环境，导致出现多活性位点并存现象及由此造成产物选择性下降。然而，均相催化剂由于活性中心单一、结构简单明晰、在产物选择性及用作反应机理研究模型方面具有优势，因此，将非均相催化剂均相化有望成为催化性能提升和反应机理研究的关键途径。

　　针对上述问题，中国科学技术大学化学与材料科学学院教授吴长征实验课题组和工程科学学院近代力学系教授吴恒安理论计算课题组合作，将电催化活性金属溶解于熔融态镓中，实现了非均相催化剂表面活性位点的均相化，将二氧化碳还原产物甲酸的选择性提高到95%以上，他们讲将近室温熔融的金属Ga作为具有二氧化碳还原电催化活性的Sn和In的基底，从新的角度实现了Sn和In非均相催化剂的均相化。

　　该研究探索了液态材料作为非均相催化剂负载基底方面的可行性，为非均相催化剂均相化提供了一种新的表界面合成思路。此次研究工作得到重点研发计划、杰出青年科学基金、自然科学基金重大项目的资助。(资料来源：中国科学技术大学)

Ga-Sn和Ga-In合金固态和液态时的原子/电子结构以及催化性质对比

　　原标题：中国科大在非均相催化剂均相化研究中实现表面活性位点的均相化

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