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重大突破!科學家創造出液態鉑,催化效果驚人

作者:由 前瞻網 發表于 易卦日期:2022-10-02

鉑的原子示意圖怎麼畫

重大突破!科學家創造出液態鉑,催化效果驚人

近日,研究人員透過將微量的貴金屬與鎵混合,創造了一種在室溫下可以保持液態的鉑。相比於固態鉑催化劑,這種新的液態鉑可以更有效地進行催化反應,而且需要的金屬要少得多。

鉑是許多不同反應的強大催化劑,最常用於燃料電池和催化轉化器,以清理車輛排放。然而,它是地球上最稀有和最昂貴的金屬之一,高成本限制了鉑催化劑的廣泛使用。因此,科學家們一直在嘗試新的方法來減少所需的鉑量,甚至完全去除它。

現在,澳大利亞的研究人員發現了一種新方法,可以大幅減少這些反應所需的鉑量。該團隊沒有將鉑原子固定在固體基質上,而是找到了一種將它們懸浮在液體中的方法,使其更有效和可重複使用。

首先,鉑在大約300 °C(572 °F)的溫度下溶解到鎵中幾個小時。一旦混合物冷卻下來,它就會變成一種催化材料,在鎵的低熔點29。8 °C(85。6 °F) 以上保持液態,這是溫暖天氣下的室溫,遠低於鉑金的常規熔點1768 °C(3,215 °F)。

由此產生的材料具有一些驚人的特性。它可以執行氧化和還原反應,其中氧氣被新增到物質中或從物質中去除。即使鉑僅佔合金中原子的 0。0001%,液體催化劑的效率也是固體催化劑(含10%的鉑)的一千多倍。而且,副產物不會像固體產物那樣在催化劑上堆積。

透過分析液體催化劑,研究小組發現兩個鉑原子沒有相互接觸,它們仍然分散在整個鎵中。奇怪的是,鉑似乎正在對周圍的鎵產生影響,而鎵則起到催化作用。

研究團隊表示,透過擴充套件這種方法,液態金屬催化劑或許有1000多種可能的元素組合,實現多達1000多種不同的反應。

該研究論文題為“Low-temperature liquid platinum catalyst”,已發表在《自然化學》期刊上。

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論文原文:https://www。nature。com/articles/s41557-022-00965-6