催化反应可大致根据所消耗能量的来源而分为热催化、光催化、电催化等。而热催化作为人们最早发现的一种通过加热的手段来为体系提供跨越反应能垒能量的方式,在当今工业生产中有着广泛的应用,例如合成氨反应、费托工艺、裂解反应、氧化反应等等。事实上,在包括热催化在内的多种催化反应的研究中,设计与开发高活性、高选择性、高稳定性的催化剂以及探究催化剂的构-效关系始终是催化科学中的核心问题,并且进一步的揭示催化反应机理,破解“催化黑箱”也是极具挑战性的课题。
近年来,X射线吸收精细结构(XAFS)技术作为表征催化剂活性中心电子结构与配位环境的有力手段得到了研究者们的普遍关注,然而基于同步辐射光源的XAFS实验受限于机时紧张,往往不能满足研究者们的需求。为此,安徽创谱仪器科技有限公司开发了TableXAFS谱仪,可在实验室开展多种样品的XAFS/XES测试,对于在同步辐射光源实验平台开展的相关测试和数据形成有效补充,助您实现“想测就测、随时可测”的XAFS自由。
氨气作为一种无碳绿氢来源,其热催化分解反应的研究重点之一为寻找替代Ru基催化剂的材料。在各种非贵金属中,尤以Co基催化剂的研究最受关注。虽然先前的研究表明,碱金属助剂的添加可以调控Co基催化剂的电子结构以及酸碱性。然而,受限于催化剂中各类型载体的使用,使得碱金属助剂的具体促进作用仍不清楚。因而基于上述科学问题,中国科学技术大学王占东教授课题组制备了未经负载的Co3O4作为模型催化剂,深入探究了碱金属助剂对于催化剂构-效关系的影响。
图1不同助剂掺杂量Na-Co3O4样品的 (a) Co K-edge XANES 谱图 (b) FT-EXAFS谱图
—— 成果02 ——
负载型催化剂的催化性能很大程度上取决于载体的种类与性质,在Pd基催化剂应用于CO氧化的研究中,得益于CeO2优异的储放氧能力被广泛的用作载体材料。并且相关报道也指出向CeO2中引入其他元素,如Ti等可以进一步提升其还原性,促进晶格氧的活化过程,加速催化反应的进行。然而,受限于氢氧化钛和氢氧化铈之间溶解度积常数的巨大差异,合成均一的TiO2-CeO2载体材料仍是一大挑战。为此,复旦大学沈伟教授课题组通过一种原位捕获策略设计制备了担载在均一TiO2-CeO2固溶体上的Pd催化剂(PTC-iC)。如图2a所示,相较一步溶胶-凝胶法制备的Pd/TiO2−CeO2(PTC)以及不引入Ti元素的Pd/CeO2(PC-iC),PTC-iC展现了更为优异的CO氧化性能以及催化稳定性。
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