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

福州大学与复旦大学合作,构建低温合成甲醇新催化剂

               图 单原子铜基催化剂的Cu1-O3准平面局部结构及其低温合成甲醇催化性能  在国家自然科学基金项目(批准号:22172032、21902027、51701201、U19B2003)等资助下,福州大学谭理课题组与复旦大学刘智攀课题组等合作,在单原子催化CO2加氢制甲醇方面

研究亚纳米尺度Cu3金属团簇抗菌催化材料获得进展

  近日,中国科学院金属研究所沈阳材料科学国家研究中心研究员刘洪阳、博士研究生孟凡池等,与北京大学教授马丁、辽宁大学教授夏立新、香港科技大学教授王宁、中科院上海应用物理研究所研究员姜政、中科院山西煤炭化学研究所研究员温晓东等合作,精准调控亚纳米尺度Cu金属团簇结构,构建出亚纳米尺度下原子级分散且全暴

大连化物所实现甲醇制烯烃失活催化剂积碳定向转化

  近日,中国科学院大连化学物理研究所甲醇制烯烃国家工程实验室研究员叶茂与中国工程院院士、大连化物所研究员刘中民团队在甲醇制烯烃(MTO)失活催化剂再生研究中取得进展,实现了在高温下将失活SAPO-34催化剂中的积碳物种直接定向转化为活性烃池物种,提出了通过催化剂再生来调控MTO低碳烯烃选择性的全新

电催化还原CO2的新型催化剂

  近年来,电催化还原CO2生成有经济价值的小分子产物研究受到广泛关注,但是如何实现在较负的催化电压下保持较高的催化效率,从而达到高催化产率的目标,一直是领域内的研究难点。日前,中科院青岛生物能源与过程研究所环境友好催化过程研究组设计了一种新型的二维/零维的氧化铋纳米片/氮掺杂石墨烯量子点(Bi2O

二氧化碳制可持续燃料研究获进展

  借助绿色氢气将二氧化碳转化为乙醇、航空煤油等可持续燃料。乙醇是化工基础原料及高能量密度的清洁燃料,广泛应用于日常生活和化工生产过程中。但是,相关的乙醇合成催化剂研发工作面临挑战。  前期,中国科学院上海高等研究院科研团队通过铁锌催化体系的物相调控,实现从二氧化碳转化制甲醇到乙醇、丙醇等多碳醇的选

锇金属—有机π团簇的三阶非线性光学响应研究获进展

金属—有机π团簇通过金属d轨道与配体p轨道的杂化,实现了双重芳香协同效应,提升了体系的电子离域能力,为光电功能材料的设计提供了新平台。近日,中国科学院福建物质结构研究所等提出一种组装策略:以锇金属杂戊搭炔片段为基础单元,组装出Os3—plane团簇为结构基元,并通过两种组装方式构建出4种高阶结构。水

二氧化碳加氢制备甲醇催化材料调控研究取得进展

大量二氧化碳排放加速了全球变暖等环境问题,将二氧化碳转化为如甲醇等非化石来源的化学品,是一种重要的解决方法。氧化铟(In2O3)由于其表面易还原形成活性氧空位(OV)位点特性,被证明是新一代甲醇催化剂。现有研究指出,催化材料表面负载铂(Pt)、镍(Ni)等具有较强活化氢能力的金属,但目前甲醇制备效率

溶剂热法合成UiO66金属有机框架限域的钴

  Solvothermal synthesis of Co-substituted phosphomolybdate acid encapsulated in the UiO-66 framework for catalytic application in olefin epoxidation 

美国阿尔贡国家实验室:将CO2转化为可用燃料

  当世界各地的科学家和政策制定者设法应对增多的气候变化时,他们关注到罪魁祸首:二氧化碳(CO2)。发电厂和汽车引擎燃烧化石燃料产生的 CO2 在大气中继续累积,加剧全球变暖。但是树木和其它植物只能慢慢捕获大气中的二氧化碳,将它转化为糖并储存能量。  来自美国能源部阿尔贡国家实验室和芝加哥伊利诺伊大

科学家提出单原子和团簇协同光催化新机制

近日,中国科学院大连化学物理研究所研究员王峰、副研究员罗能超团队和意大利的里雅斯特大学Paolo Fornasiero教授合作,在光催化甲醇无氧脱氢方面取得新进展。团队通过离子交换和光沉积先后将Pd单原子和Pd团簇引入光催化剂表面,两者作为空穴和电子的聚集位点,分别参与氧化和还原半反应,最终实现甲醇

上海高研院等二氧化碳直接制液体燃料研究获突破

  近日,中国科学院上海高等研究院低碳转化科学与工程重点实验室暨上海高研院-上海科技大学低碳能源联合实验室在二氧化碳(CO2)利用领域取得重要进展,创造性地采用氧化铟/分子筛(In2O3/HZSM-5)双功能催化剂,实现了CO2加氢一步转化高选择性得到液体燃料。其中,中科院上海微系统与信息技术研究所

科学家提出单原子和团簇协同光催化新机制

近日,中国科学院大连化学物理研究所研究员王峰、副研究员罗能超团队和意大利的里雅斯特大学Paolo Fornasiero教授合作,在光催化甲醇无氧脱氢方面取得新进展。团队通过离子交换和光沉积先后将Pd单原子和Pd团簇引入光催化剂表面,两者作为空穴和电子的聚集位点,分别参与氧化和还原半反应,最终实现甲醇

金属氧化物催化剂与金属催化剂的区别

金属氧化物催化剂与金属催化剂的区别:1、主要催化活性组分不同。金属氧化物催化剂的主要催化活性组分是金属氧化物。金属催化剂的主要催化活性组分是金属。2、作用及应用不同。金属氧化物催化剂广泛用于氧化还原型机理的催化反应;主族元素的氧化物多数用于酸碱型机理的催化反应(见固体酸催化剂),包括氧化、脱氢、加氢

新型非金属掺杂碳材料!加速催化CO2转化

  使用廉价高效的催化剂对CO2进行资源能源化转化是实现人工光合成所面临的一项非常重要的挑战。从成本和材料的可修饰性考虑,非金属碳材料具有极强优势。但是,水系电解液中,碳材料表面的析氢(HER)与CO2还原竞争非常激烈。目前主要的解决方案是通过掺杂氮和硼原子抑制其HER活性,提高其催化CO2还原活性

我所提出单原子和团簇协同光催化的新机制

近日,我所生物能源研究部生物能源化学品研究组(DNL0603组)王峰研究员、罗能超副研究员团队和意大利的里雅斯特大学Paolo Fornasiero教授合作,在光催化甲醇无氧脱氢方面取得新进展。团队通过离子交换和光沉积先后将Pd单原子和Pd团簇引入光催化剂表面,两者作为空穴和电子的聚集位点,分别参与

簇发光与团簇发光区别

近期,中国科学院合肥物质科学研究院固体物理研究所研究员伍志鲲课题组与多个课题组合作,在发光机制研究中取得进展。团簇间距离相关的激发电子非辐射转移机制,能够解释晶体诱导发光减弱现象、聚集诱导发光淬灭(ACQ)和聚集诱导发光(AIE)现象。  研究材料发光现象具有重要的理论价值和广阔的应用前景,长期得到

簇发光与团簇发光区别

近期,中国科学院合肥物质科学研究院固体物理研究所研究员伍志鲲课题组与多个课题组合作,在发光机制研究中取得进展。团簇间距离相关的激发电子非辐射转移机制,能够解释晶体诱导发光减弱现象、聚集诱导发光淬灭(ACQ)和聚集诱导发光(AIE)现象。  研究材料发光现象具有重要的理论价值和广阔的应用前景,长期得到

福建物构所在金属有机框架催化材料研究中取得系列进展

室温下Pd/MIL-101(Cr)-NH2在水中高效催化氯代芳香烃脱氯反应   面对当前严峻的环境污染与能源短缺问题,探索新的能循环使用的多相催化材料应用于有机物的转化及污染物的降解一直是材料化学与催化化学领域的研究热点之一。虽然均相钯催化剂催化活性高、选择性好,但不易于回收再使用,而负载

福建物构所钛氧团簇基复合光催化材料研究获进展

  为解决当前的能源与环境问题,光解水产氢具有重要研究意义,但目前研发的催化剂在光响应范围、光生载流子分离效率、稳定性及产氢活性等方面还存在很多问题。比如常用的二氧化钛材料仅在紫外光区作用,限制了太阳能利用效率;而可见光响应的硫化镉材料效率较低,并且稳定性差。因此,制备高效、稳定的可见光驱动产氢催化

中科院上海高研院低碳转化研究获重大突破

  有了氧化铟/分子筛双功能催化剂,二氧化碳加上氢气,只需一步,遭人嫌弃的温室气体CO2就能转化为清洁的汽油——这一“变废为宝”的二氧化碳高效利用技术,已在中科院上海高等研究院成为现实。该研究成果6月12日由《自然-化学》在线发表,并已申报中国发明ZL和国际PCTZL。  减缓气候变化已成为人类社会

中科院上海高研院低碳转化研究获重大突破

  有了氧化铟/分子筛双功能催化剂,二氧化碳加上氢气,只需一步,遭人嫌弃的温室气体CO2就能转化为清洁的汽油——这一“变废为宝”的二氧化碳高效利用技术,已在中科院上海高等研究院成为现实。该研究成果6月12日由《自然-化学》在线发表,并已申报中国发明ZL和国际PCTZL。  减缓气候变化已成为人类社会

中科院上海高研院低碳转化研究获重大突破

  有了氧化铟/分子筛双功能催化剂,二氧化碳加上氢气,只需一步,遭人嫌弃的温室气体CO2就能转化为清洁的汽油——这一“变废为宝”的二氧化碳高效利用技术,已在中科院上海高等研究院成为现实。该研究成果6月12日由《自然-化学》在线发表,并已申报中国发明ZL和国际PCTZL。  减缓气候变化已成为人类社会

什么是VOCs低温催化剂

低温催化剂性能指标:起燃温度≤200℃,氧化转化效率≥95%,孔密度200-400cpsi,抗压强度≥8MPa。

亚纳米尺度Cu3金属团簇抗菌催化材料研究取得新进展

  最近,金属所沈阳材料科学国家研究中心刘洪阳研究员和博士研究生孟凡池等人与北京大学马丁教授、辽宁大学夏立新教授、香港科技大学王宁教授、中科院上海应用物理所姜政研究员以及中科院山西煤化所温晓东研究员等团队合作,通过对亚纳米尺度Cu金属团簇结构的精准调控,成功构建亚纳米尺度下原子级分散且全暴露Cu3团

新催化剂将CO2转化汽油效率提高千倍

  美国研究人员近日发表在《美国国家科学院院刊》上的最新论文中描述了他们发明的一种新催化剂,可通过增加化学反应中长链碳氢化合物的产量来将CO2转化为其他有用的化学品,例如丙烷、丁烷或其他由碳和氢长链组成的碳氢化合物燃料。  这种新催化剂由元素钌(一种属于铂族的稀有过渡金属)组成,涂有一层薄薄的塑料。

不产生副产品,新催化剂一步将甲烷转化为甲醇

研究过程示意图图片来源:布鲁克海文国家实验室美国能源部布鲁克海文国家实验室及其合作机构的科学家设计出了一种高选择性催化剂,只需一步反应,即可将天然气的主要成分甲烷转化为易于运输的液体燃料甲醇。据最新一期《美国化学学会杂志》发表的论文介绍,这种甲烷转化为甲醇的直接过程,在低于泡茶所需的温度下进行,且只

中国科大等在金属团簇发光领域取得突破

  中国科学技术大学教授周蒙课题组与清华大学教授王泉明团队合作,在溶液中实现了金属团簇>99%量子产率的近红外发光,并揭示了其三重态发光机制,解决了这一方向的难题。1月19日,相关研究成果以Near-unity NIR phosphorescent quantum yield from a room

亚纳米铜团簇与钌单原子协同催化乙炔加氢研究取得进展

乙烯作为重要基础化工原料,其纯度直接影响乙烯下游高附加值化学品的生产。由石油裂解制备的乙烯中,通常含有0.5 ~ 2 vol.%的乙炔杂质,乙炔会毒化后续乙烯聚合反应的催化剂。因此,乙炔杂质脱除是乙烯聚合工业中的关键环节。利用乙炔催化加氢将乙炔转化为乙烯,是去除乙炔杂质的重要手段。目前,工业上使用的

德国应用化学:金属有机框架材料光催化固氮研究新进展

  近日,中国科学院高能物理研究所多学科中心核能化学课题组在金属有机框架材料光催化固氮研究领域取得进展,研究员石伟群团队报道了两例基于紫精配体的自由基MOFs材料Gd-IHEP-7和Gd-IHEP-8。  此MOFs材料均表现出优异的光催化固氮活性,氨生成速率分别为128和220 μmol h-1

Nature-Materials连发2篇论文:MOFs在工业气体分离最新进展

  MOFs基于其独特的孔道结构和丰富的金属-配位化学可调性质,在分离、催化、能源、器件等诸多领域表现出诱人的前景。2020年2月4日当天,Nature Materials连续发表2篇研究论文,分别介绍了MOFs在工业气体分离和能源器件中的最新进展。  值得一提的是,在此之前不久,MOFs已经陆续发