| 중국과기대, 금속 나노촉매의 사이즈 효과 발견 | ||
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 최근, 중국과학기술대학 루쥔링(路軍嶺) 연구팀은 리웨이쉐(李微雪) 연구팀과 공동으로 최초로 금속 나노촉매에서 기하학적 효과 및 전자 효과가 각자 촉매반응에 대한 사이즈 변화에 따른 조절 규칙을 규명하였으며 박리 금속 입자의 기하학적 효과와 전자 효과를 분할하는 전략-금속 나노 입자의 "산화물 선택성 피복" 방법을 독창적으로 제안하였다. 이로써 중요한 응용 배경을 보유한 백금 촉매로 벤질알코올을 선택적으로 벤즈알데하이드로 산화시키는 반응에서 고활성 및 고선택성 전환을 구현할 수 있게 되었다. 금속 나노 촉매 입자의 기하학적 구조 및 전자 구조는 사이즈에 따라 동기화 변화되기에 2종 구조 효과가 촉매반응 활성, 선택성에 대한 기여 및 사이즈에 대한 의존 관계를 효과적으로 구분하기 어렵다. 그러므로 금속 촉매 사이즈 효과의 내재적 본질을 규명하여 기하학적 구조 효과 및 전자 효과가 입자 사이즈와의 강한 관련성을 깨뜨리고 나아가 더욱 우수한 성능의 촉매를 설계하는 것은 현재 불균일 촉매(Heterogeneous catalysis) 분야의 연구과제로 되고 있다. 연구팀은 4nm보다 크거나 4nm보다 작은 입자 크기 조건에서 기하학적 효과 및 전자 효과는 각각 주도적 반응의 성능을 제어하며 따라서 촉매 반응의 선택성 및 활성은 모두 입자 사이즈에 따라 "화산형" 변화추세를 나타냄을 발견하였다. 연구팀은 이를 기반으로 "산화물 선택성 피복" 4nm 입자의 낮은 배위 원자를 통하여 부반응 발생을 효과적으로 억제시켜 높은 비질량 활성 및 고선택성 촉매를 획득하였다. 본 연구에서 제안한 "산화물 선택성 피복" 금속 나노 입자 전략으로 박리 금속 입자의 기하학적 효과 및 전자 효과를 효과적으로 분할할 수 있을 뿐만 아니라 촉매 성능이 입자 사이즈 변화에 따른 "화산형" 곡선 법칙을 깨뜨렸다. 해당 전략은 촉매 반응의 기하학적 효과 및 전자 효과를 연구하는데 효과적인 수단을 제공함과 아울러 고활성, 고선택성 금속 촉매를 설계하는데 중요한 지침을 제공하였다. 정보출처 : http://digitalpaper.stdaily.com/http_www.kjrb.com/kjrb/html/2019-01/21/content_413365.htm?div=-1 |
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