Récemment, substance Hefei Académie des sciences de l'Institut de physique des solides, l'Académie chinoise de l'environnement et Energy Center nanomatériaux nouveaux progrès dans l'hydrogénation sélective des conversions catalytiques, la construction active avec une activité catalytique ultra-haute, la sélectivité et la stabilité comprenant Co-Nx sites catalytiques de métaux non nobles. Les résultats de recherche publiés dans la revue internationale "Advanced Materials" (Adv.Mater 2019, DOI 10.1002 :. / adma.201808341).
La biomasse est une ressource renouvelable sur l'un des plus abondants, sous l'action d'un catalyseur approprié, peut être transformé en carburants et produits chimiques, utilisés à la place des ressources fossiles. En raison de son riche en oxygène, est considéré comme l'hydrogénation sélective de molécules de plate-forme dérivée de la biomasse un de la production de biomasse de produits chimiques fins de la méthode la plus largement utilisée. À l'heure actuelle l'ingrédient actif dépend du catalyseur d'hydrogénation est un métal noble (Pt, Au, Pd, Ru, etc.) du site actif, mais les réserves sont faibles et coûteux, ce qui limite sérieusement l'application à grande échelle. Ainsi, le développement de catalyseurs d'hydrogénation de métaux non nobles à faible coût sont des éléments clés de la biomasse très active à l'application.
Caractéristiques des catalyseurs supportés de métaux non nobles depuis la morphologie et la taille de l'uniformité de la nano-pauvre, site actif unique, ce qui a donné lieu à l'activité catalytique dans le procédé d'hydrogénation, une mauvaise sélectivité et la stabilité. Récemment, la base de cadre en métal-organique (MOF de) Préparation du coût du matériau, une activité catalytique élevée du métal - azote - structure du système de catalyseur de carbone reçu beaucoup d'attention. Toutefois, la température élevée provoque la carbonisation directe du contenu MOFs N et une porosité réduite, affecter les propriétés catalytiques du matériau. En conséquence, il est nécessaire de construire une nanostructure convenable contenant un matériau catalytiquement actif. ZIF-67 dérivées de précurseur nanotubes de carbone dopés N-catalyseur sont enveloppés nano 3d de métal de transition, en raison de sa structure unique et la conception de composition, a prouvé être un électrocatalyseur efficace. Les chercheurs de leurs excellentes propriétés électriques principalement due à des composants chimiques catalytiques (N-dopées approprié) et à plusieurs étages synergie structure creuse. Cependant, cette configuration particulière du métal à base - N - potentiel catalytique du matériau de carbone est dérivé in situ des nanoparticules de métaux de transition ont pas été pleinement exploité, en particulier pour l'étude de la rarement catalytique thermique classique rapporté.
A cet effet, les chercheurs solution de ZIF-67 dérivés de nanotubes de carbone dopés N-Co sont enveloppés catalyseur de nanoparticules préparée par une chaleur en deux étapes. En raison des points d'étape de pyrolyse à haute température de telle sorte qu'une croissance de nanotubes de carbone plus ordonné, alors qu'une structure de nanotubes de carbone à une dimension peut être augmentée et prévenir efficacement l'agglomération lors de la carbonisation des particules de Co, Co tels que les nanoparticules sont enveloppés très uniformément dans le N dopé au carbone le sommet des nanotubes, la taille moyenne de particule de 10,4 nm, comme le montre la Fig. L'analyse a montré la présence d'une grande quantité de catalyseur Co-Nx sites actifs sont construits, ce qui conduit à des catalyseurs de métaux non-précieux ayant une activité catalytique ultra-haute, de la sélectivité et de stabilité. Une analyse plus poussée a montré que, avec une telle grande sites actifs du catalyseur peut même être composé de manière sélective en fonction de la biomasse contenant de l'hydrogénation sélective d'un groupe aldéhyde, un groupe cétone, un groupe carboxyle et un groupe fonctionnel nitro à la température ambiante en une valeur élevée respective chimie fine, la performance catalytique pour atteindre ou dépasser le niveau du catalyseur de métal noble classique. Corrélation de préparation d'un matériau catalytique efficace metalbased non noble constitue un moyen nouveau et efficace, et de fournir une base expérimentale pour une nouvelle compréhension de l'hydrogénation site actif.
Ce travail a été financé par la Fondation nationale des sciences naturelles de Chine.
(A-d) de l'image SEM de la matière, HAADF-STEM et HRTEM figure figures; (e-f) Co 2p et le spectre de N, (g) et les spectres XANES EXAFS.
Source: Institut Hefei de la science physique, Académie chinoise des sciences
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