記者24日從中國科學院大連化學物理研究所獲悉，該所研究人員發現了一種可替代貴金屬金或銀的銅催化劑，它在催化加氫反應中表現出與傳統銅催化劑完全不同卻與金、銀接近的性能，相關研究成果近日發表在《科學—進展》上。

原子的外圍電子結構常常決定著金屬的化學性質。與金、銀相比，同族的非貴金屬銅更易獲得並且價格便宜，但由於銅金屬更容易失去外圍電子，因而在催化反應中也更易被氧化。金屬銅在氧化或加氫等催化反應中，常表現出銅零價和一價共存的化學態，因此銅催化劑的化學性質並不穩定。

為提高銅催化劑的穩定性，中科院大連化物所孫劍研究團隊通過嘗試“高能等離子體流轟擊”的方法來改變銅的外圍電子結構，使銅表現出貴金屬金和銀的特性，以此來替代金、銀催化劑，這種等離子體流轟擊銅改變其電子結構的過程被科研人員比喻為對銅催化劑的“冷凍”處理。

據了解，“冷凍”是採用磁控濺射裝置，在電場驅動下，通過被等離子體化的氬氣產生的高能粒子流，定向的轟擊銅金屬靶，使得金屬銅以原子形式均勻沉積於載體表面。

實驗結果顯示，被“冷凍”的銅納米顆粒在反應過程中可被鎖定在金屬態，反應過程中的“冷凍”銅納米顆粒催化劑也表現出了與貴金屬金或銀極其類似的催化性能，顛覆了銅催化劑利於發生深度加氫反應而生成乙二醇和乙醇等醇類化合物的傳統認知，從而証明了銅金屬經過處理后，可以表現出與貴金屬金或銀極其類似的催化性能。（記者郝曉明）

分享讓更多人看到