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News Brief

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本中心用戶之傑出研究發表於國際頂尖期刊Science
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2014/5/13





催化活性界面從傳統催化劑的一維朝向三維發展之策略。

        廈門大學鄭南峰、傅鋼、陳明樹三位教授與中國科學院物理所谷林研究員、加拿大達爾豪斯大學張鵬教授、以及本中心李志甫博士等各國的研究團隊共同合作,製備了具有顯著貴金屬-氧化物界面效應的奈米催化劑,並結合X光吸收光譜(相關數據乃利用本中心同步加速器光源設施之17C1光束線取得)等多項實驗技術與理論模擬計算,探討貴金屬-氧化物界面效應大幅提升催化氧化性能的現象,該研究成果已於5月2日正式發表在國際頂尖期刊Science,標題為「Interfacial Effects in Iron-Nickel Hydroxide-Platinum Nanoparticles Enhance Catalytic Oxidation」(Science 344, 495 (2014))。

        在負載型貴金屬催化劑中,氧化物載體與金屬奈米顆粒之間存在著微妙的金屬-氧化物界面協同效應,然而實際催化劑的界面精細結構特徵不易分析,因此難以建立結構與效能間的關聯性。由廈門大學鄭南峰教授聯合多國的研究團隊,運用濕化學方法製備了方便研究貴金屬-氧化物界面效應的模型奈米催化劑,並結合同步加速器光源之X光吸收光譜等多項先進的實驗技術與理論計算,深入探究Pt-FeNi(OH)x界面協同促進一氧化碳催化氧化的機制,而Ni2+在奈米顆粒中扮演著穩定Fe3+-OH-Pt活性界面的角色。基於對催化機制的認識,研究團隊又進一步發展更為實用的鉑基催化劑之製備方法,使催化活性界面從傳統催化劑的一維朝向三維發展,活性位與總鉑原子數的比例可達50 %以上。此種新型催化劑不僅能在室溫下將一氧化碳完全氧化消除,並且活性可以維持1個月而不衰退,此外還可極有效地將富含氫氣下的一氧化碳以及富含氧氣下的少量氫氣予以氧化清除。


Science 344, 495 (2014)