团簇催化剂突破低温壁垒:以更低能耗实现二氧化碳高效转化为甲醇

在应对气候变化的科技攻坚中,将大气中过剩的二氧化碳(CO₂)转化为有用化学品,被视为构建"碳循环经济"的核心路径之一。然而,CO₂分子的高度稳定性令其活化极为困难,传统催化剂往往需要在250°C以上的高温条件下运行,这不仅消耗大量能源,还会使甲醇的选择性大幅降低。如今,一项发表于《自然·化学》(Nature Chemistry)的最新研究带来了重大突破——研究团队设计出一种结构精准的团簇催化剂,能在仅180°C的温度下高效、持久地将CO₂转化为甲醇,且活性在连续运行5个月后依然毫不衰减。 该研究由斯坦福大学博士后研究员 Zhihengyu Chen、斯托尼布鲁克大学教授 Karena Chapman,以及西北大学著名材料化学家 Joseph T. Hupp 等人联合主导,并借助俄亥俄州立大学 Rachel Getman 教授团队的密度泛函理论(DFT)计算对反应机制进行了深度阐释。 设计理念:原子级精确催化剂 ......阅读全文

团簇催化剂突破低温壁垒:以更低能耗实现二氧化碳高效转化为甲醇

在应对气候变化的科技攻坚中,将大气中过剩的二氧化碳(CO₂)转化为有用化学品,被视为构建"碳循环经济"的核心路径之一。然而,CO₂分子的高度稳定性令其活化极为困难,传统催化剂往往需要在250°C以上的高温条件下运行,这不仅消耗大量能源,还会使甲醇的选择性大幅降低。如今,一项发表于《自然·化学》

手性有机金属团簇材料研究获进展

金属有机团簇以其精确可调的结构与光学性质,成为圆偏振发光材料开发中备受瞩目的分子平台。在众多金属有机团簇体系中,有机锡氧团簇凭借其配位模式多样、结构适应性强的特点,在手性结构构建方面展现出潜力。通过将镧系离子(Ln3+)引入锡氧簇核中,能够结合其结构适配性与Ln3+特有的锐线发射特性,从而实现对圆偏

新型低温甲醇催化剂研究获突破

  近日,大唐化工研究院与厦门大学合作研发的新型低温高性能甲醇催化剂通过了工业侧线试验验收。   专家组一致认为,新型甲醇催化剂的低温活性、热稳定性、选择性及抗工艺条件波动性能力等指标优异,催化剂在工业侧线运转中表现的总体性能达到预期效果,部分指标超过国内同类产品,达到国际先进水平,表明我国自主研

光和电催化二氧化碳还原领域获研究进展

原文地址:http://news.sciencenet.cn/htmlnews/2022/12/491040.shtm 在国家自然科学基金、中国博士后基金等项目的支持下,华南师范大学化学学院兰亚乾教授团队在光和电催化二氧化碳(CO2)还原领域取得了重要研究进展。相关研究近日发表于Science

光和电催化二氧化碳还原领域获研究进展

  在国家自然科学基金、中国博士后基金等项目的支持下,华南师范大学化学学院兰亚乾教授团队在光和电催化二氧化碳(CO2)还原领域取得了重要研究进展。相关研究近日发表于Science Advances。  光或电催化CO2还原(PCR或ECR)生成高价值产品切实符合“碳中和”的战略目标要求,对于实现碳循

光催化二氧化碳还原和水氧化全反应领域新突破

近日,华南师范大学化学学院教授兰亚乾团队在光催化二氧化碳还原(CO2RR)和水氧化(WOR)全反应领域取得了重要研究进展。相关成果发表于Nature Communications。华南师范大学英才博士后周杰为该论文第一作者,2021级研究生李洁为共同一作,兰亚乾教授和严勇博士为通讯作者。 利用太

双金属纳米簇催化剂“1+1>2”

  金(Au)是公认的惰性金属,但纳米金却具有很高的活性,是非常优异的催化剂。这就是其作为第四代催化剂的独特之处。金钯双金属纳米簇催化剂更可能高效实现氢气、氧气直接合成过氧化氢。在近日由北京化工大学主办的2013年首届中欧双金属纳米簇国际研讨会上,记者领略了双金属纳米簇催化剂的神奇之处。这种具有“1

锡纳米颗粒催化剂可高效转化CO2

来自英国诺丁汉大学和伯明翰大学的合作团队研发出一种可持续催化剂。这种催化剂在使用过程中活性会增强,能将二氧化碳(CO2)转化为高价值产品。这一成果为设计下一代电催化剂提供了新途径。相关论文发表在10日的《ACS应用能源材料》期刊上。  CO2是全球变暖的主要推手。将CO2转化为有用产品的传统方法通常

金属有机框架脱水诱导簇固结用于筛分己烷异构体

近日,暨南大学化学与材料学院教授陆伟刚、李丹团队利用金属有机框架单晶到单晶转变有趣的固态相变过程,报道了一种新型的金属有机框架材料,实现了在大孔相和窄孔相之间可逆的单晶到单晶结构转变。相关成果发表于《德国应用化学》,并被编辑选为热点论文。研究人员通过溶剂热反应合成了一例新型的金属有机框架材料(JNU

金属有机框架脱水诱导簇固结用于筛分己烷异构体

  近日,暨南大学化学与材料学院教授陆伟刚、李丹团队利用金属有机框架单晶到单晶转变有趣的固态相变过程,报道了一种新型的金属有机框架材料,实现了在大孔相和窄孔相之间可逆的单晶到单晶结构转变。相关成果发表于《德国应用化学》,并被编辑选为热点论文。  研究人员通过溶剂热反应合成了一例新型的金属有机框架材料

银硫簇基金属有机框架材料研究方面取得重要进展

  在国家自然科学基金项目(项目编号:21671175,21371153)等资助下,郑州大学化学与分子工程学院臧双全团队在银硫簇基金属有机框架材料研究方面取得重要进展。相关研究成果以“Hypersensitive dual-function luminescence switching of a s

科学家实现低温高效CO2催化加氢制甲醇

原文地址:http://news.sciencenet.cn/htmlnews/2021/3/454913.shtm 温室气体二氧化碳(CO2)是诸多化学反应的最终产物。其过量排放加剧了全球平均气温的上升,给生态环境带来巨大压力。如何高效转化利用CO2,将其变废为宝,是能源化工领域的研究热点和难

研究发现新型共催化剂氧化铂团簇可控制氢气反应

  华东理工大学材料学院教授杨化桂和化学学院副教授王海丰在一项最新研究中,首次提出以一种新型共催化剂材料—— 一氧化铂团簇来控制氢气反应方向,这一发现将对太阳能光解水制氢领域及相关清洁能源领域产生积极的影响。近日,相关成果在线发表于《自然—通讯》。   在太阳能光解水制氢领域中,金属铂一直被视

福建物构所金属有机π团簇理论研究取得进展

非线性光学材料在原子冷却、量子信息存储、光子飞轮和光开关方面的应用展现了广阔前景。团簇是化学领域中重要的结构单元,但是现有的团簇理论大多侧重于对几何构型的解释,对其性能特征的描述相对较少,探索团簇结构特征与性能之间的关系具有重要意义。芳香性作为化学基本概念,对于揭示分子体系的几何结构、稳定性、电子离

福建物构所金属有机π团簇理论研究取得进展

  非线性光学材料在原子冷却、量子信息存储、光子飞轮和光开关方面的应用展现了广阔前景。团簇是化学领域中重要的结构单元,但是现有的团簇理论大多侧重于对几何构型的解释,对其性能特征的描述相对较少,探索团簇结构特征与性能之间的关系具有重要意义。芳香性作为化学基本概念,对于揭示分子体系的几何结构、稳定性、电

通过调控反应路径提高CO2加氢制甲醇的选择性

  近日,中国科学技术大学合肥微尺度物质科学国家研究中心和化学与材料科学学院教授曾杰研究团队,与上海光源研究员司锐合作,通过构筑负载在金属有机框架MIL-101上的Pt单原子催化剂,揭示出其在CO2加氢反应中的金属-配体相互作用,该相互作用通过调控反应路径提高CO2加氢制甲醇的选择性。该成果以Opt

上海有机所开发出温和条件下从二氧化碳合成甲醇的新过程

  从二氧化碳(CO2)到甲醇的转化,是关系资源、能源和环境的重大课题,由于CO2的惰性,如何实现在温和条件下从CO2到甲醇的化学转化是一个极具挑战性的科学问题,同时也是中科院上海有机化学研究所“一三五”规划中前瞻布局“导向绿色合成的新一代催化转化”的重要内容之一。   最近,上海有机所金属有机化

丁奎岭小组开发出二氧化碳合成甲醇新过程

记者6月23日从中科院上海有机化学研究所获悉,该所金属有机化学国家重点实验室丁奎岭课题组,采用一种新的策略,首次利用工业上成熟的、容易制备的原料(碳酸乙烯酯),并采用结构稳定、容易制备的金属有机钌络合物催化剂,在温和条件下高选择性地同时获得两类重要化工原料——甲醇和乙二醇。相关专家认为,该

Cu/TiO2催化剂实现CO2和H2O光热转化制烯烃研究取得进展

  人工光合作用能够将CO2和H2O转化为碳氢化合物,是实现碳循环的新途径。如何将CO2转化为低碳烯烃等高值化学品是目前研究的热点和难点。中国科学院山西煤炭化学研究所覃勇团队利用原子层沉积技术制备出一种TiO2管限域的Cu单原子层团簇催化剂,实现了光热催化CO2和H2O高选择性制低碳烯烃。成果以Ph

大连化物所等贵金属合金团簇合成及其催化应用获进展

  近日,中国科学院大连化学物理研究所金催化研究中心研究员黄家辉与上海科技大学副教授李涛、燕山大学教授孙科举合作,在贵金属合金团簇研究方面取得新进展,相关结果发表在《德国应用化学》(Angewandte Chemie-International Edition)上。  相比单组分金团簇,金银合金团簇

北大马丁等科学家在低温工业产氢过程的新突破

  水煤气变换反应(CO + H2O = CO2 + H2)可以从水中取氢,是化石能源和生物质制氢以及氢气纯化过程的重要反应,其与水蒸汽重整反应的组合是目前廉价制氢的主要工业技术,广泛应用于合成氨以及油品和化学品的生产过程。同时,随着氢能经济的发展,氢燃料电池成为重要的新能源应用平台。为防止氢燃料中

研究人员攻克共价有机框架材料光催化转化难题

在国家自然科学基金、广东省重点领域研发计划等项目资助下,华南师范大学化学学院兰亚乾/刘江教授、李宁研究员团队,在功能化共价有机框架材料光催化转化研究领域取得重要突破。相关成果近日发表于《德国应用化学国际版》(Angew. Chem. Int. Ed.)。论文共同通讯作者兰亚乾表示,该研究通过在共价有

甲醇合成催化剂的条件

一般采用铜基催化剂,由氧化铜状态还原为铜后具有活性。进口温度220-240度,床层温度不高于285度,,采用汽包液体循环带走热量;压力大约50-80个大气压;流量、空速等根据负荷和压缩机来定;气体成分根据转化工艺来定,一般看氢碳比。

大连化物所在合成氨反应机理研究中取得新进展

  近日,中国科学院大连化学物理研究所复合氢化物材料化学研究组研究员陈萍团队和分子反应动力学国家重点实验室团簇光谱与动力学研究组研究员江凌团队合作在合成氨反应机理研究中取得新进展,相关结果发表在《德国应用化学》(Angew. Chem. Int. Ed.,DOI:10.1002/ange.20170

利用团簇质谱与光谱联用技术为合成氨催化剂提供新思路

  近日,中国科学院大连化学物理研究所复合氢化物材料化学研究组研究员陈萍团队和分子反应动力学国家重点实验室团簇光谱与动力学研究组研究员江凌团队合作在合成氨反应机理研究中取得新进展,相关结果发表在《德国应用化学》(Angew. Chem. Int. Ed.,DOI:10.1002/ange.20170

铁磁性Ru金属团簇的原位构造及催化应用方面获进展

  众所周知,金属在处于体态或团簇状态下因尺寸效应而展现出不同的物理性质,进而具有不同的应用。对于3d金属如Fe、Co和Ni来说,小尺寸团簇使得能带变窄、电子局域增强、磁性会较体态显著增强。而对于4d金属如Ru等来说,其团簇倾向处于非結晶学的对称(non-crystallographic symme

大连化物所实现低温、高效、长寿命二氧化碳催化加氢制甲醇

原文地址:http://www.cas.cn/syky/202103/t20210323_4781910.shtml   近日,中国科学院大连化学物理研究所催化基础国家重点实验室二维材料与能源小分子转化创新特区研究组研究员邓德会团队,与厦门大学教授王野团队合作,在二氧化碳(CO2)催化加氢制甲醇研究

我所实现低温、高效、长寿命二氧化碳催化加氢制甲醇

原文地址:http://www.dicp.cas.cn/xwdt/kyjz/202103/t20210323_5981587.html  近日,我所催化基础国家重点实验室二维材料与能源小分子转化创新特区研究组(05T6组)邓德会研究员团队与厦门大学王野教授团队合作,在二氧化碳(CO2)催化加氢制甲醇

物构所金属有机框架材料催化二氧化碳转化研究获进展

  将二氧化碳(CO2)催化转化为高附加值的化工产品是化学家们所面临的一项长期挑战。目前,各种均相催化体系对CO2的活化转化,往往需要高温、高压的条件,且分离提纯成本高,而采用高效的多孔非均相催化剂有望解决这一难题。金属-有机框架(MOFs)化合物因其具有高比表面积、丰富的化学官能团和金属中心以及可

华南师大兰亚乾团队在光电催化领域取得新进展

  近日,华南师范大学化学学院教授兰亚乾团队首次报道了水中绿色合成双功能酞菁-卟啉共价有机框架(COFs)并成功用于电催化CO2还原耦合甲醇氧化。相关成果发表于《国家科学评论》。  在光电催化领域,金属酞菁与卟啉分子由于表现出多种催化活性而被广泛研究。然而,如何将金属酞菁与卟啉两种功能分子有效结合,