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

我所应邀发表二氧化碳加氢制碳一产物选择性调控的综述

原文地址:http://www.dicp.cas.cn/xwdt/kyjz/202403/t20240318_7036690.html近日,我所催化基础国家重点实验室能源与环境小分子催化研究中心(509组群)邓德会研究员团队应邀发表了关于二氧化碳(CO2)加氢制碳一(C1)产物选择性调控的综述文章。

新型甲烷转化催化剂:廉价的稀土?!

   光照一照,气态甲烷变液态燃料,这可能吗?近日,上海科技大学对外发布,该物质科学与技术学院左智伟科研团队开发了一种廉价、高效的铈基催化剂和醇催化剂的协同催化体系,使得甲烷可以在光的照射下转化成高附加值的化工产品。该技术有望代替传统高温高压的贵金属催化体系,为甲烷开发利用提供崭新和更加经济、环保的

“锌中有铜,效率大不同”,双金属电催化剂的高效转化

  利用可再生的电能将CO2通过电还原反应(CO2RR)转化为高附加值产物有望缓解CO2排放及其产生的环境问题。合理设计催化剂以最大限度地提高对所需产品的活性和选择性,对于CO2RR的工业化至关重要。CO作为电化学CO2RR的主要产物之一,是合成气(Syngas)的重要组分,后者则是化工行业中最重要

褶皱让金属有机框架薄膜焕发生机

褶皱MOF薄膜可灵活转移至各类基材实现“即插即用”。(浙大供图)金属有机框架(MOF)是一类新兴的多孔晶体材料, MOF粉末难溶难熔、薄膜又硬又脆,使这类材料成型加工极为困难,以往一直是阻碍这类材料集成应用的瓶颈。日前,浙江大学化学工程与生物工程学院教授赵俊杰研究团队提出了一种全新的褶皱MOF薄膜,

单相白光金属有机框架材料研究获进展

   金属-有机框架化合物(MOFs)具有多孔性、高比表面积、孔道可调等独特的优点,被广泛应用于主客体化学的研究以及功能复合材料的制备。  在国家自然科学基金、中国科学院战略性先导科技专项、科技部973计划、中组部青年千人计划等基金的资助下,中科院院士、中科院福建物质结构研究所研究员吴新涛和研究员朱

褶皱让金属有机框架薄膜焕发生机

金属有机框架(MOF)是一类新兴的多孔晶体材料, MOF粉末难溶难熔、薄膜又硬又脆,使这类材料成型加工极为困难,以往一直是阻碍这类材料集成应用的瓶颈。日前,浙江大学化学工程与生物工程学院教授赵俊杰研究团队提出了一种全新的褶皱MOF薄膜,突破了上述难题。“这项研究为MOF薄膜材料提出了一种新的结构形态

褶皱让金属有机框架薄膜焕发生机

金属有机框架(MOF)是一类新兴的多孔晶体材料, MOF粉末难溶难熔、薄膜又硬又脆,使这类材料成型加工极为困难,以往一直是阻碍这类材料集成应用的瓶颈。日前,浙江大学化学工程与生物工程学院教授赵俊杰研究团队提出了一种全新的褶皱MOF薄膜,突破了上述难题。“这项研究为MOF薄膜材料提出了一种新的结构形态

清华大学李佳团队、王定胜团队Nature-Commun.

  单原子具有极大的比表面积和极高的原子利用率,因此在催化领域具有极大的应用前景。由于单原子具有极大的表面能,为抑制单原子团聚变为团簇,探索合适的衬底负载单原子来构成异质催化剂成为目前催化领域研究的热点。衬底的选取既需要保证单原子负载后具有活性,同时为单原子提供较强的结合能来尽可能提升单原子的负载量

低温烟气脱硝催化剂获突破

  在近日宁夏宝丰能源集团举办的焦化行业焦炉烟气脱硫脱硝专家评审会上,由廊坊市晋盛节能技术服务有限公司联合厂家开发的低温烟气脱硝催化剂技术引起与会专家的关注。河北省保定市环境保护局检测结果表明,该技术在250℃~300℃的烟气温度工况下,脱硝率可达96%以上。从而结束了我国没有低温烟气脱硝催化剂的历

变废为宝-二氧化碳竟能转化为甲醇?

  燃烧化石燃料后排放二氧化碳(CO2)是目前形成温室效应的重要原因,电还原CO2得到甲醇等燃料是实现可持续发展的一种潜在途径。在这一过程中,电催化剂是制约能量转化效率以及经济性的关键。遗憾的是,目前在CO2到甲醇转化中仍缺少性能优异的电催化剂。图片来源于网络  近日,南方科技大学材料科学与工程系教

研究揭示金属团簇“油到水”转换荧光猝灭机理

原文地址:http://news.sciencenet.cn/htmlnews/2024/5/522805.shtm近日,安徽大学化学化工学院教授朱满洲、康熙团队联合天津理工大学研究员匙文雄在金属团簇荧光调控研究方面取得新进展。他们通过完成油相荧光团簇“油到水”的相态转换,揭示了荧光团簇在相转换过程

质谱分析在金属团簇配合物研究中的应用

  分析测试百科网讯 2015年10月17日,第二届全国质谱分析学术报告会(质谱大会)在浙江大学紫荆港校区体育馆盛大开幕。厦门大学化学系 郑兰荪  来自厦门大学化学系的郑兰荪院士带来了题为《质谱分析在金属团簇配合物研究中的应用》的报告。  郑兰荪介绍到金属(团簇)配合物的表征几乎完全依赖于单晶的X射

催化醇高效氧化研究获进展

醇无溶剂催化氧化是合成精细化学品的绿色途径。其中,钯基催化剂因其优异的催化活性而得到广泛研究和应用。日前,中国科学院山西煤炭化学研究所副研究员张斌、研究员覃勇团队,利用原子层沉积技术实现了在氧化铈上构筑稳定且氧化钯和零价钯+氧化钯比例稳定可调的钯团簇催化剂,有望进一步改变反应路径,提升钯催化剂

亚纳米Fe团簇和单原子协同催化高效合成亚胺新策略

  近年来,非贵金属氮掺杂碳基单原子催化剂(M-N-C)因其原子利用率高、结构可调性强、稳定性好等优势,在能源存储与转化、生物医学、有机催化转化等领域被广泛应用。目前高温热解法仍是最为普遍采用的M-N-C催化剂制备方法,但在高温热解过程中不可避免会导致金属纳米颗粒(NPs)或亚纳米团簇(NCs)的形

纳米催化“高稳定性”新星诞生

   提到大型化工,人们往往首先想到的是鳞次栉比的工业厂房。然而,在这些高耸入云的“钢铁森林”里面,决定化工过程效率却是众多的催化剂。这些催化剂通过调控反应途径和加速反应进程提高过程效率,其中在纳米乃至原子尺度上的活性位结构是催化作用的核心。  近日,中国科学院大连化学物理研究所(以下简称“大化所”

纳米催化“高稳定性”新星诞生

  提到大型化工,人们往往首先想到鳞次栉比的工业厂房。然而,在这些高耸入云的“钢铁森林”里面,决定化工过程效率的却是众多的催化剂。这些催化剂通过调控反应途径和加速反应进程提高效率,其中在纳米乃至原子尺度上的活性位结构更是催化作用的核心。  近日,中国科学院大连化学物理研究所(以下简称大化所)催化基础

锰金属有机催化取得系列进展

合成化学为人类社会提供了衣食住行等赖以生存的物质基础。金属有机催化体系的发现和发展对有机合成策略的革新起到关键的决定性作用。锰是地球丰产元素,处于前、后过渡金属交界地带的第7副族,具有来源丰富,价格便宜,环境友好、氧化态丰富等优点。基于锰金属的新型催化体系可能具有不同于其他过渡金属的独特反应化学。在

大连化物所发表单原子催化剂用于二氧化碳转化文章

  近日,大连化物所航天催化与新材料黄延强研究员和张涛院士团队受邀在Accounts of Chemical Research上发表了题为“Single-Atom Catalysis toward Efficient CO2Conversion to CO and Formate Products”

研究表明:等离激元催化剂在增强CO2RR方面表现出潜在能力

作为温室气体的主要来源,二氧化碳正在不断恶化大气环境。更糟糕的是,未来全球能源需求也将继续增加,这将加剧二氧化碳的排放。在此条件下,碳中和战略已被提出,其中二氧化碳通过化学过程转化为高附加值的燃料和化工产品,为可再生能源的储存提供了一种可持续的方法。在各种化学方法中,CO2 还原反应(CO2RR)已

我国学者在表面单团簇合成氨理论研究领域取得重要进展

   在国家自然科学基金项目(项目编号:21590792,91645203,21521091)等资助下, 清华大学化学系李隽教授课题组近期在表面单团簇催化合成氨理论研究工作中取得重要进展。相关成果以“Heterogeneous Fe3 Single-Cluster Catalyst for Ammo

大连化物所等发现氧吸附诱导金属态银原子级分散新机制

  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研究员傅强和中科院院士包信和团队,与大连化物所催化与新材料研究室副研究员杨冰、上海高等研究院研究员高嶷合作,在反应气氛诱导金属催化剂动态分散的原位表面研究中取得新进展,发现并提出氧吸附诱导金属态银(Ag)原子级分散新机制。  氧化分散(Ox

科学家通过抗分散策略阻断贵金属催化剂活性衰减

  华东理工大学化学与分子工程学院、绿色化工与工业催化全国重点实验室教授郭耘,费林加诺贝尔奖科学家联合研究中心教授戴升,联合北京大学化学与分子工程学院教授马丁,发现在丙烷完全氧化工况下,铂/氧化铈(Pt/CeO2)催化剂因Pt纳米团簇转化为单原子“旁观者”导致失活的机制,并提出通过氧化铌(NbOX)

我所利用operando技术揭示CO2加氢制甲醇催化机理

原文地址:http://www.dicp.cas.cn/xwdt/kyjz/202307/t20230705_6806154.html  近日,我所催化基础国家重点实验室李灿院士、冯兆池研究员团队在CO2加氢制甲醇的机理研究方面取得了新进展。团队利用operando IR-MS技术,揭示了ZnZrO

金属氧化物氧化催化剂选择

应具有如下功能:①为反应物提供的氧量足以形成产物,但又不致使其完全氧化;②能为反应物提供吸附(或配位)部位,使之变形,成为活化状态;③能在反应物之间传递电子。以上这些要求使选择氧化催化剂在使用上受到极大限制,催化剂的选择性对反应条件十分敏感,与催化剂本身以及载体和助催化剂的结构也很有关系。氨氧化催化

超稳Co单原子配位场切换实现催化二氧化碳加氢

  CO2加氢生成燃料和化学品是实现人工碳循环利用的重要途径。其中,通过逆水煤气反应(RWGS)将CO2转化成CO得到广泛关注。生成的CO平台分子可以进一步经碳一化学过程转化成各种燃料和化学品。发展高效稳定的非贵金属RWGS催化剂是产业应用的难点。  山西煤化所张斌副研究员、覃勇研究员团队与陕西理工

我国二氧化碳电催化转化获突破

  近日,中科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,在电催化二氧化碳(CO2)还原转化生成甲酸和乙醇方面均取得重要进展,相关结果分别发表于国际知名期刊《德国应用化学》。  现代社会消耗了大量煤、石油和天然气等化石能源,导致CO2等温室气体排放量急剧增加,引发全球

科学家在长链α烯烃氢甲酰化制取正构醛方面取得新成果

在煤制油技术的初级产物中,α-烯烃占比超过50%。其中,中长链α-烯烃(C6+)年产能达数十万吨,这是石油化工难以直接获取的优质化工原料。由于碳数相近的混合烃性质相似,直接分离出α-烯烃非常困难且代价高昂,目前只能将其加氢转化为油品,但造成优质资源浪费。中国科学院山西煤炭化学研究所研究员曹直团队提出

科学家研制出金属有机框架疫苗

  接种疫苗是对抗疾病的最好方法。不过,很多疫苗在暴露于室温或高温时会失效。在电力不可靠的欠发达国家,医生一直在为注射完全有效的疫苗而努力,因为在这里,将疫苗从生产商供应给病人的“冷链”可能被打断。即便是在更发达地区,80%的疫苗生产和配送成本同冷藏相关。这些挑战妨碍了病人获取拯救生命的免疫接种,并

德国应用化学:肉桂醛选择性加氢转化研究新进展

  近期,中国科学院合肥物质科学研究院固体物理研究所纳米材料与器件技术研究部-环境与能源纳米材料中心张海民课题组在肉桂醛选择性加氢催化转化研究中获进展。通过构筑具有高催化活性、选择性及稳定性的Fe-Co合金催化剂,实现肉桂醛的高效催化转化。相关研究成果发表在《德国应用化学》(Angewandte C

我所开发反应诱导的碳氧化钼催化剂实现高效CO2转化

近日,我所碳资源小分子与氢能利用研究组(DNL1905组)孙剑研究员和俞佳枫副研究员团队在碳化钼催化CO2转化利用方面取得新进展,利用火焰喷射裂解法(FSP)一步合成了亚稳态不饱和氧化钼催化剂。该亚稳态结构的氧化钼无需碳化处理,可直接应用于逆水汽变换(RWGS)反应中,在反应气氛下迅速发生原位碳化,