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中科院大连化物所等合成兼具高活性、高稳定性的纳米金催化剂 |
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近日，中科院大连化物所黄家辉研究员团队和乔波涛研究员团队、燕山大学孙科举教授团队合作，在金催化研究方面取得新进展，发展了一种兼具高活性以及高稳定性的纳米金催化剂合成新策略。研究成果发表于《自然—通讯》。
纳米金催化剂在一氧化碳氧化、丙烯环氧化、醇醛的选择性氧化等众多反应中具有独特的催化反应性能，被认为是一种极具工业应用前景的催化剂。开发高稳定性的纳米金催化剂成为相关领域的研究重点之一。
研究人员通过共沉淀的方式，将金和硅前躯体一步负载到氧化钛载体表面，通过高温焙烧得到氧化硅修饰的纳米金催化剂。该方法在制备上实现了金物种和氧化硅物种的原子级混合，并通过随后的焙烧过程，形成了氧化硅薄膜包裹的纳米金催化剂，仅有几个原子层厚度。该催化剂具有非常高的抗烧结性能，经过800 ℃的高温焙烧后，金颗粒尺寸可以保持在6 nm左右。同时，该催化剂具有非常高的反应活性，CO在0 ℃就可以完全被氧化。实验和理论计算表明，氧化硅的包裹不仅可以抑制金颗粒的长大，同时薄层氧化硅与金颗粒形成的丰富的Au-O-Si键可以促进CO氧化反应过程中氧气的吸附和活化，使催化剂具有极高的催化反应活性。
本项研究为新型高稳定高活性纳米金催化剂的开发提供了新思路。
