空气清洁技术的突破:新型催化剂可在室温下净化废气

发布时间: 2023-09-06 01:44:04 来源: 196世界之最 栏目: 新奇科技 点击: 12

一项新的研究概述了一种能够在环境温度下净化废气排放的新型催化剂。汽车排气系统中的三元催化转换器由昂贵的材料制成,只有当废气温度达到几百摄氏度时才能有效发挥作用。因此,在汽车刚启动时,或者在混合动力汽车...

一项新的研究概述了一种能够在环境温度下净化废气排放的新型催化剂。汽车排气系统中的三元催化转换器由昂贵的材料制成,只有当废气温度www.196nk.cn达到几百摄氏度时才能有效发挥作用。因此,在汽车刚启动时,或者在混合动力汽车运行时,即汽油发动机和电动机开关为汽车提供动力时,排放的废气中仍可能含有有毒的一氧化碳。

空气清洁技术的突破:新型催化剂可在室温下净化废气

埃米尔-亨森(Emiel Hensen)领导的科学家们在一篇新http://www.196nk.cn的《科学》文章中指出,通过改变催化剂的载体材料,即使在室温下,也能将有毒的一氧化碳几乎完全转化为二氧化碳气体。

汽车催化剂是将铂、钯、铑等贵金属沉积在氧化铈(又称铈)材料的基底上制成的。然而,贵金属既稀有又昂贵。因此,世界各地的研究人员正在研究如何通过减少使用这些材http://www.196nk.cn料来达到相同甚至更好的催化活性。

例如,德国电子科技大学的亨森研究小组在之前的一篇论文中证明,通过以单个原子的形www.196nk.cn式分散贵金属,不仅可以减少材料的使用,而且在某些条件下,催化剂还能更有效地发挥作用。

在第一作者瓦列里-穆拉维夫(Valery Muravev)的博士研究项目中,研究人员将注意力从贵金属转移到下面的载体材料(本例中为铈)上,以进一步改进催化剂。他们生产出不同晶体尺寸的铈,并在同一步骤中将贵金属沉积为单个原子。随后,他们研究了这些材料组合在一氧化碳中结合额外氧原子的能力。

结果表明,在过量一氧化碳存在的冷启动条件下,4 纳米大小的小铈晶体明显改善了贵金属钯的性能。这种性能的提高可以解释为在较小尺寸的铈晶体中氧原子的反应活性更高。在更常规的条件下,8 纳米的铈晶体是在低于 100 摄氏度的温度下达到高催化活性所需的最佳尺寸。

这项研究首次表明,在开发催化剂时,不仅要考虑必须发挥作用的贵金属。在这种情况下,改变作为活性材料载体的颗粒的大小,为进一步改进催化剂提供了一种有趣的新可能性,从而提高化学反应的效率和特异性。

这对于开发将环境空气中的二氧化碳与绿色氢气结合起来生产燃料或生产可持续塑料的化合物的工艺也具有重要意义。

现在,研究人员将与为汽车工业生产催化剂的英国公司庄信万丰(Jwww.196nk.cnohnson Matthey)一起,进一步探索如何将这一发现转化为新产品。

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