甲烷催化难题终于有解了
甲烷部分氧化（POM）被视为制备合成气——一种常用于生产燃料与化学品的混合气——的潜力工业路径。多年来，科学家普遍认为金属镍纳米颗粒是驱动该反应的主要活性中心，但一个重要疑问始终悬而未决：反应后观察到的金属镍，可能只是氧化镍在高温下被合成气还原而成，未必是真正起催化作用的物种。在POM涉及的高温氧化还原条件下，镍的价态与原子排布都会改变。此前这些变化的细节难以追踪，导致难以判定反应的真实结构来源。合成气是现代化工的重要平台——经由费托合成等路径，它可被转化为液体燃料、甲醇与各类基础化学品，因此如何高效、低成本地制取合成气，一直是催化领域的核心命题。甲烷部分氧化因能耗相对低于蒸汽重整而备受关注，但长期以来活性位点的身份之争，制约了催化剂的理性优化。发表于《自然·催化》的一项研究揭示，当NiO表面在反应中原位重构时，可形成高活性结构。结果从原子尺度揭明了催化活性的来源，也表明在贴近真实反应条件下观察催化剂的重要性。该研究由中科院大连......阅读全文
甲烷催化难题终于有解了
甲烷部分氧化（POM）被视为制备合成气——一种常用于生产燃料与化学品的混合气——的潜力工业路径。多年来，科学家普遍认为金属镍纳米颗粒是驱动该反应的主要活性中心，但一个重要疑问始终悬而未决：反应后观察到的金属镍，可能只是氧化镍在高温下被合成气还原而成，未必是真正起催化作用的物种。在POM涉及的高温氧化
催化剂表面的缺陷为什么是活性位点
在化学反应里能改变反应物化学反应速率（提高或降低）而不改变化学平衡，且本身的质量和化学性质在化学反应前后都没有发生改变的物质叫催化剂（固体催化剂也叫触媒）。据统计，约有90%以上的工业过程中使用催化剂，如化工、石化、生化、环保等。[1]催化剂种类繁多，按状态可分为液体催化剂和固体催化剂;按反应体系的
什么是活性位点
者一般用在大分子化学中，活性位点指的是可以发生化学反应的集团。活性位点少，发生有效碰撞的机率就少，也就是说反应比较单一，容易被控制
动态界面调控实现安培级稳定析氧
近日，东莞理工学院陶瓷与复合材料团队联合湖南师范大学、华南理工大学等单位，在高电流密度碱性析氧反应电催化研究中取得新进展。研究团队通过钨介导的界面电子调控，协同调节催化剂动态重构和界面电荷分布，使非贵金属催化剂在2 A cm-2的大电流密度下连续稳定运行250小时。相关成果在线发表于《先进功能材
科学家为设计有机亲核小分子电氧化催化材料提供新策略
华东理工大学材料科学与工程学院教授杨化桂、副教授刘鹏飞团队联合化学与分子工程学院教授练成团队，在普鲁士蓝类似物体系中发现了独特的低价镍（Ni）活性位点，可以实现稳定、高效、高选择性的乙二醇氧化（EGOR）过程，为催化剂/反应物界面相互作用提供了全新理解，也为设计高效、稳定的有机亲核小分子电氧化催
研究揭示显催化剂的真实活性表面
镍金双金属纳米催化剂在二氧化碳加氢反应中的结构演化和反应性能 近日，中科院大连化学物理研究所副研究员刘伟、杨冰与上海高等研究院研究员髙嶷团队及南方科技大学副教授谷猛团队合作，利用原位电镜，在原子尺度上直接观察了镍金双金属纳米催化剂在反应中的动态演变过程，揭示了该催化剂在二氧化碳加氢反应中的真实表面
哈工大：开发出高效光热协同催化剂实现空气中二氧化碳的捕获和转化
近日，哈尔滨工业大学化工与化学学院李英宣课题组开发出高效光-热协同催化剂，实现空气中二氧化碳的捕获和转化，研究成果以《在铂负载镍基金属有机框架上运用双活性位点协同作用 实现热辅助红外光催化转化大气中的二氧化碳》为题发表在《德国应用化学》上。该串联催化方案减少了二氧化碳分离、储存、运输和捕获介质再
高效光热协同催化剂被开发，实现空气中二氧化碳的捕获和转化
近日，哈尔滨工业大学化工与化学学院李英宣课题组开发出高效光-热协同催化剂，实现空气中二氧化碳的捕获和转化，研究成果以《在铂负载镍基金属有机框架上运用双活性位点协同作用 实现热辅助红外光催化转化大气中的二氧化碳》为题发表在《德国应用化学》上。该串联催化方案减少了二氧化碳分离、储存、运输和捕获介质再
钴单原子催化剂活性位点的电化学敏感性
析氢反应是电化学水裂解的重要步骤，其中的主要产物氢，在未来能源需求中有着替代化石燃料的大好前景，但规模化制氢的关键在于开发拥有低过电位的高效低成本的电催化剂。在实际的催化反应环境中，许多催化剂往往可能会因受到反应温度、电势或吸附物种等多种物理或化学效应的诱导而发生结构重组。这些局限性阻碍了研究人
酶的活性位点的作用
酶的活性位点通常是蛋白质表面一个能够让底物结合和嵌入的凹陷或裂隙，底物通常通过不同的相互反应结合位点上与现存的氨基酸结合，如：氢键、离子键、范德华力相互作用或偶极-偶极相互作用。例如，底物可能通过氢键结合在丝氨酸残基上，也可通过离子键结合在天冬氨酸残基上，或通过范德华力结合在苯丙氨酸残基上。这些结合
酶的活性位点的定义
酶的活性位点通常是蛋白质表面一个能够让底物结合和嵌入的凹陷或裂隙，底物通常通过不同的相互反应结合位点上与现存的氨基酸结合，如：氢键、离子键、范德华力相互作用或偶极-偶极相互作用。例如，底物可能通过氢键结合在丝氨酸残基上，也可通过离子键结合在天冬氨酸残基上，或通过范德华力结合在苯丙氨酸残基上。这些结合
高温碳捕集与原位转化技术再获进展
原文地址：http://news.sciencenet.cn/htmlnews/2023/3/494908.shtm近日，华东理工大学化学与分子工程学院胡军教授和龚学庆教授团队合作，结合实验和理论计算研究，在高温碳捕集与原位转化技术领域取得最新进展，相关工作成果以《镍-氧化钙双功能材料协同强化碳捕集
原位中子研究揭示超高镍正极反位缺陷动态演化
松山湖材料实验室中子科学-量子和能源材料团队利用原位工况中子衍射技术定量分析了LiNi0.9Co0.05Mn0.05O2（NCM90）材料中Li-Ni（锂-镍）反位缺陷的动态演化过程，及其与阴离子氧化还原反应之间的耦合关系。相关成果近日发表于《德国应用化学》，同时被期刊编辑部选为VIP论文。Li/N
原位中子研究揭示超高镍正极反位缺陷动态演化
松山湖材料实验室中子科学-量子和能源材料团队利用原位工况中子衍射技术定量分析了LiNi0.9Co0.05Mn0.05O2（NCM90）材料中Li-Ni（锂-镍）反位缺陷的动态演化过程，及其与阴离子氧化还原反应之间的耦合关系。相关成果近日发表于《德国应用化学》，同时被期刊编辑部选为VIP论文。汽车工业
双原子电催化剂理性设计与构筑研究获进展
近日，中国科学院大连化学物理研究所研究员章福祥、肖建平团队，在双原子电催化剂（DACs）理性设计与构筑方面取得进展。团队基于具有优异导电性和水稳定性的金属有机框架材料（cMOF），通过对铜-镍双原子活性中心的精准调控，实现了在工业级电流密度下，接近100%选择性地高效合成氨，揭示了硝酸根电还原合
双原子电催化剂理性设计与构筑研究获进展
近日，中国科学院大连化学物理研究所研究员章福祥、肖建平团队，在双原子电催化剂（DACs）理性设计与构筑方面取得进展。团队基于具有优异导电性和水稳定性的金属有机框架材料（cMOF），通过对铜-镍双原子活性中心的精准调控，实现了在工业级电流密度下，接近100%选择性地高效合成氨，揭示了硝酸根电还原合
研究人员实现精准调控单原子的第二壳层配位数
近日，中国科学技术大学教授曾杰团队研究发现，氧化镍负载的铱单原子催化剂在阳极水氧化反应中的活性与铱单原子的第二壳层铱-氧-镍配位数呈火山型曲线关系，第二壳层配位数适中的单原子催化剂表现出最优异的活性。相关成果日前发表于《德国应用化学》。精准构建单原子催化剂金属中心原子的配位环境对阐明单原子催化剂结构
研究人员实现精准调控单原子的第二壳层配位数
近日，中国科学技术大学教授曾杰团队研究发现，氧化镍负载的铱单原子催化剂在阳极水氧化反应中的活性与铱单原子的第二壳层铱-氧-镍配位数呈火山型曲线关系，第二壳层配位数适中的单原子催化剂表现出最优异的活性。相关成果日前发表于《德国应用化学》。精准构建单原子催化剂金属中心原子的配位环境对阐明单原子催化剂结构
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
在含氧阴离子调控催化位点配位环境研究中获进展
为实现零碳经济，设计高效、低成本的阳极催化剂是达成电解水绿色制氢和生物质电氧化升级的关键。由于固有的氧化还原特性，镍基非贵金属电催化剂被认为是潜在的候选者，但关于镍位点配位环境的活性调控机制尚缺乏深入研究。 近日，中国科学院上海硅酸盐研究所研究员王家成团队前期研究发现磷酸根阴离子可有效调控镍
研究提出离子补偿重构策略强化催化位点构筑
原文地址：http://news.sciencenet.cn/htmlnews/2023/4/498817.shtm
科学家研发出高效钙钛矿阳极催化剂
近日，中国科学院大连化学物理研究所在固体氧化物电解器（SOEC）阳极甲烷重整催化剂设计方面取得新进展，通过原位溶出技术构筑金属/氧化物活性界面，开发出了高效、稳定的电化学重整催化剂，并结合多种原位物理化学表征手段，揭示了SOEC阳极甲烷重整机理。相关成果发表在《焦耳》。SOEC因其电解效率高，稳定性
科学家研发出高效钙钛矿阳极催化剂
近日，中国科学院大连化学物理研究所在固体氧化物电解器（SOEC）阳极甲烷重整催化剂设计方面取得新进展，通过原位溶出技术构筑金属/氧化物活性界面，开发出了高效、稳定的电化学重整催化剂，并结合多种原位物理化学表征手段，揭示了SOEC阳极甲烷重整机理。相关成果发表在《焦耳》。高效钙钛矿阳极催化剂示意图。大
“铁”重组CP为绿色氢能注入新动力
总有一天，人们可以将水电解的氢和氧用作燃料，并成为供暖和照明的无限能源……这是一段出现在一个多世纪前的科幻小说中的“未来燃料”，如今已经触手可及，成为了我们生活中的现实。制备高效稳定的催化剂用于电解水反应。扬州大学供图氢能源汽车、氢燃料电池……越来越多的氢能源高科技产品进入了公众视野。如何才能获得这
催化剂原位重构结构加速CC偶联机理研究取得进展
铜因在电催化中可将二氧化碳还原为多碳产物（C2+）的能力，受到广泛关注。C-C偶联是形成C2+产物的关键步骤。原位实验表明，在电催化二氧化碳还原反应条件下，铜表面会发生明显重构。然而，对于重构表面的原子结构及其与界面水分子共同作用对反应机制的影响，目前尚缺乏深入理解。针对上述问题，中国科学院上海高等
我所开发出用于电催化甲烷重整的高效钙钛矿阳极催化剂
近日，我所催化基础国家重点实验室碳基资源电催化转化研究组（523组）在固体氧化物电解器（SOEC）阳极甲烷重整催化剂设计方面取得新进展，通过原位溶出技术构筑金属/氧化物活性界面，开发出了高效、稳定的电化学重整催化剂，并结合多种原位物理化学表征手段，揭示了SOEC阳极甲烷重整机理。SOEC因其电解效率
无膜双极氨电合成研究获进展
硝酸盐电还原反应合成氨是新兴的可持续绿氨制备路径，但其复杂的多步反应机制及与析氢反应的激烈竞争，导致反应效率与选择性难以兼顾。从技术经济性角度考量，亟需开发成本更低、活性更高的电催化剂材料。 近日，中国科学院福建物质结构研究所团队提出了基于“电化学重构—氧空位簇协同”的新型活性位点构筑策略。研
铂催化剂模型上，烷烃解离反应诱导的伴随催化剂重组
ACS Catal.: 铂催化剂模型上，烷烃解离反应诱导的伴随催化剂重组 虽然有证据表明催化活性位点可以在反应条件下进行重组，但其提供最低激活势垒的最佳重组方式仍不清楚。本文用甲烷活化支持的Pt团簇，并通过在过渡状态下的团簇构型的显式采样表明，需要重要的重组才能达到最活跃的过渡状态。在C-H
中国科大实现毫秒同步辐射X射线全谱“单次采集”
近日，中国科学技术大学教授姚涛团队采用能量色散X射线吸收谱技术，实现了毫秒（60 ms）时间分辨全谱“单次采集”，极大地提升了数据采集的效率与精度。结合无监督机器学习算法，从数万张谱图中快速识别并筛选出催化剂重构过程中涉及的关键主成分。通过对这些主成分进行定量解析，精确捕捉到非平衡态中间体的特征
电解水中的析氧反应
非贵金属催化剂的本征活性低。 氢能是一种理想的能源载体，开发大规模、廉价、清洁、高效的制氢技术是氢能有效利用的关键。电解水由于环境友好、产品纯度高以及无碳排放而成为具有应用前景的绿色制氢方法之一。限制电解水制氢大规模应用的最重要瓶颈是如何大幅降低其电能消耗，因而大幅降低制氢成本。其关键是发展廉价、