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内蒙古新闻网1小时前
本网讯(草原云·内蒙古新闻网记者 郝少英)7月1日,记者从内蒙古自治区科技厅了解到,鄂尔多斯实验室目前在多相催化领域取得重要突破。研究团队在原子尺度上识别并量化了铂(Pt)物种在沸石中形成的三维微环境,提出“分子井”机制,阐明了其通过空间位阻精准调控分子吸附构型,进而实现高选择性加氢的内在规律。
据了解,沸石分子筛限域金属催化剂是新一代多相催化材料,在加氢等重要化工反应中展现出优异性能。然而,金属-分子筛复合催化剂的空间结构对反应选择性的影响机制尚不明确,制约了高性能催化剂的理性设计。针对这一科学难题,研究团队将铂物种以亚纳米团簇和纳米颗粒两种形式封装于Silicalite-1沸石内部,发现在具有挑战性的不饱和醛加氢反应中,两种催化剂的选择性存在显著差异:亚纳米团簇催化剂的目标产物选择性不足5%,而纳米颗粒催化剂的选择性高达80%以上。
研究进一步证实,这一性能差异源于催化剂内部局部三维微环境的显著不同。较大的铂纳米颗粒与沸石骨架形成了类似“分子井”的受限空间,反应物分子只能通过狭窄的“井口”接近活性位点。由于空间位阻效应,特定化学键的吸附受到显著抑制,目标化学键的吸附成为主导路径,从而实现了目标产物的高选择性。该研究成果不仅揭示了金属-分子筛催化剂中三维空间结构与催化性能的定量关联,也为新型高选择性催化剂的理性设计提供了关键理论依据。
该研究获得国家自然科学基金、鄂尔多斯实验室项目支持,相关成果已发表于国际顶级学术期刊《自然·通讯》。
编辑:郝小军
审稿主任:奥妮莎 章颖慧
审稿总编:韩方志
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