中國團隊破解二氧化碳變?nèi)剂掀款i 單團簇催化劑顯神威
中國團隊破解二氧化碳變?nèi)剂掀款i 單團簇催化劑顯神威！二氧化碳作為常見的溫室氣體，在科學(xué)家的努力下正展現(xiàn)出新的價值。通過催化加氫反應(yīng)，它可以轉(zhuǎn)化為乙醇等清潔燃料。乙醇不僅是重要的化工原料，還能通過醇制航空燃料技術(shù)轉(zhuǎn)化為可持續(xù)航空燃料，為航空業(yè)減排提供可能。
實現(xiàn)這一轉(zhuǎn)化面臨巨大挑戰(zhàn)。二氧化碳分子結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，要將其轉(zhuǎn)化為乙醇需要經(jīng)歷復(fù)雜的碳碳偶聯(lián)過程。傳統(tǒng)催化劑往往難以兼顧活性和選擇性。
中國科學(xué)院上海高等研究院的團隊提出了單團簇催化劑的設(shè)計理念。單團簇由數(shù)個金屬原子組成，既能保持較高的原子利用率，又能提供相鄰的多個活性位點，平衡了單原子催化劑和納米顆粒催化劑的特點。
團隊采用“冷凍干燥-熱聚合”的制備策略，通過精確控制制備條件，成功獲得了銠單團簇負(fù)載在氮化碳載體上的催化劑。結(jié)果顯示，銠的平均配位數(shù)為2.06，表明單團簇結(jié)構(gòu)的成功構(gòu)建。
機理研究表明，單團簇催化劑同時具備銠氮位點和銠銠位點這兩種活性中心。銠氮位點負(fù)責(zé)二氧化碳的吸附活化，銠銠位點則促進氫氣解離和碳碳鍵形成。單團簇催化劑在連續(xù)50個小時的測試中始終保持良好性能，并在固定床反應(yīng)器中展現(xiàn)出應(yīng)用潛力。
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