大連化物所發表多孔炭球納米反應器用于可持續能源應用相關綜述文章

科研信息網 劉洋 2019-09-29 14:34:04
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  近日,中國科學院大連化學物理研究所催化基礎國家重點實驗室研究員劉健團隊發表了題為《炭球的納米定制及其作為納米反應器在可持續能源中的應用》(Nanoengineering Carbon Spheres as Nanoreactors for Sustainable Energy Applications)的綜述文章。

  膠體炭球納米反應器引起了人們的廣泛關注,主要是因其具備下列優異性質:1、表面積大,表面功能可控;2、優越的導電率可提供電子通道;3、可調孔隙度和顆粒便于質量運輸的尺寸;4、長期穩定性便于操作。該團隊以納米反應器為線索,系統地總結了最新的研究成果,重點介紹了炭球的納米定制及納米反應器構筑,并詳細總結了炭球基微/納米反應器在能源儲存、電化學轉化和催化中的應用,并提出該領域目前存在的挑戰和未來發展前景。

  大連化物所研究員楊啟華、中科院院士李燦團隊在國際上較早提出納米反應器概念,并在納米反應器構筑方面已經取得一系列進展。然而,學術界目前對納米反應器材料結構表征、反應器設計、催化微觀作用機制及納米反應器中擴散、傳遞模型等方面的認識仍然不足。針對上述關鍵科學問題,劉健帶領研究團隊成功構建了一系列蛋黃-蛋殼納米結構的亞微米反應器,此系列微/納反應器在硝基芳烴催化氫化、苯乙炔加氫、乙酰丙酸加氫、甲烷干重整、電催化等反應中都表現出特異性能,并發現空間限域效應顯著提升活性、選擇性、穩定性(Adv. Funct. Mater.,2018;Adv. Sci.,2019);與楊啟華合作,發現微納反應器中存在空間微環境調控,可調控納米反應器中的催化反應過程(Angew. Chem. Int. Ed.,2019;Chem. Eng. J.,2019);揭示了納米反應器中串聯催化反應在空間和時間的耦合問題(NPG Asia Mater.,2016;Angew. Chem. Int. Ed.,2017)。

  上述工作得到中科院潔凈能源創新研究院合作基金、興遼英才計劃等的資助,并于近日發表在《先進材料》(Advanced Materials)上。

大連化物所發表多孔炭球納米反應器用于可持續能源應用相關綜述文章