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福建物構(gòu)所等經(jīng)濟(jì)穩(wěn)定產(chǎn)氫單原子催化劑理論設(shè)計研究進(jìn)展

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福建物構(gòu)所等經(jīng)濟(jì)穩(wěn)定產(chǎn)氫單原子催化劑理論設(shè)計研究進(jìn)展

摘要: 　　清潔能源是人類社會可持續(xù)發(fā)展的基石，而氫是一種最為理想的清潔能源之一。水煤氣反應(yīng)是一種重要的產(chǎn)氫方式，但是關(guān)鍵的催化劑及其催化機(jī)理還不足深入的探究�！　≈袊茖W(xué)院福建物質(zhì)結(jié)構(gòu)學(xué)習(xí)所結(jié)構(gòu)化學(xué)重點實驗 ...

　　清潔能源是人類社會可持續(xù)發(fā)展的基石，而氫是一種最為理想的清潔能源之一。水煤氣反應(yīng)是一種重要的產(chǎn)氫方式，但是關(guān)鍵的催化劑及其催化機(jī)理還不足深入的探究。
　　中國科學(xué)院福建物質(zhì)結(jié)構(gòu)學(xué)習(xí)所結(jié)構(gòu)化學(xué)重點實驗室吳克琛學(xué)習(xí)組在副學(xué)習(xí)員李巧紅主持的國家基金委青年項目和美國懷俄明大學(xué)化學(xué)系教授范茂宏主持的美國能源部項目等的資助下，積極開展面向新能源催化反應(yīng)機(jī)理和新型催化劑的理論學(xué)習(xí)。近日，李巧紅與范茂宏開展合作，以貴金屬鉑的高效應(yīng)用于水煤氣反應(yīng)為學(xué)習(xí)背景，通過嚴(yán)密的理論計算設(shè)計出一款穩(wěn)定且低價高效產(chǎn)氫的新穎負(fù)載型單原子Pt基催化劑——Pt@Mo2C。該單原子催化劑能夠最大程度地提高貴金屬Pt的原子利用率，為實用產(chǎn)氫材料的設(shè)計和應(yīng)用提供了重要的理論基礎(chǔ)。學(xué)習(xí)結(jié)果顯示過渡金屬Pt與載體上的Mo原子具有較強的相互作用，水煤氣反應(yīng)中吸附物種最穩(wěn)定的吸附位點都在Mo位點上；中間體trans-COOH是Pt@Mo2C催化劑表面上最主要的物種，而HCOO不是一個活躍的反應(yīng)中間體；學(xué)習(xí)創(chuàng)新性地發(fā)現(xiàn)Mo和Pt-Mo位點是水煤氣反應(yīng)的活性位點：Mo位點有利于水解離的發(fā)生并釋放出大量氫；同時Pt-Mo位點有利于H-H鍵的形成，通過雙金屬界面的協(xié)同作用，從而有效提高了Pt@Mo2C催化劑產(chǎn)氫能力。相關(guān)聯(lián)合學(xué)習(xí)已發(fā)表于材料工程刊物材料化學(xué)A刊（J. Mater. Chem. A， 2017， DOI:10.1039/C7TA03115G）。
　　此前該學(xué)習(xí)組還在以獲得清潔能源為目標(biāo)的光催化分解水產(chǎn)氫的半導(dǎo)體材料能帶調(diào)控的理論工作中取得進(jìn)展（J. Mater. Chem. A 2015， 3， 8466）。



　　福建物構(gòu)所等經(jīng)濟(jì)穩(wěn)定產(chǎn)氫單原子催化劑理論設(shè)計學(xué)習(xí)獲進(jìn)展

福建物構(gòu)所等經(jīng)濟(jì)穩(wěn)定產(chǎn)氫單原子催化劑理論設(shè)計研究進(jìn)展  |  責(zé)任編輯：蟲子
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