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我校在绿色催化材料研究中取得新进展

信息来源:化学化工学院  发布者:  时间:2018-09-17

        近日,我校化学化工学院杨恒权教授指导博士生魏丽娟、刘大伟在绿色催化材料研究中取得新进展,成功制备了具有复杂内部结构的微米球催化材料,分别发表于国际重要期刊Nature子刊NPG Asia Mater.(2018,DOI:10.1038/s41427-018-0083-9)和Angew. Chem. Int. Ed. (2018, 57, 10899-10904),并被Nature杂志作为亮点报道(https://www.nature.com/articles/d41586-018-05740-7),同时国际著名期刊邀请撰写新概念。

 

 

基于Pickering 乳液限域空间制备具有不同内部结构微球示意图

 

 

        氧化硅、碳材料广泛应用于化学工业,然而获得其微毫米尺寸微球目前依赖于成型技术,尚无直接的合成方法,特别是具有复杂内部结构的氧化硅、碳材料微球在合成上极具有挑战性。杨恒权课题组在前期乳液限域催化研究的基础上,提出了乳滴限域合成策略,即以固体颗粒稳定的Pickering乳滴界面为模板生长微米球的外壳,利用表面活性剂分子在乳滴限域空间内自组装诱导溶胶-凝胶过程,构建复杂的内部结构。该策略成功得到中空、多腔室、多核、核-壳、实心等新奇结构微米球,实现了外壳层和内部结构的独立调控。通过对材料中间状态的捕捉等实验研究,揭示了乳滴的空间限域效应在微球内部结构演变及有序介孔结构形成中所起的关键作用。这些新奇结构的微球具有高的渗透性和机械强度,可直接填充在固定床反应器中,用于连续流动过程,在二氧化碳吸附、催化加氢反应等领域展现了优异的性能,优于同类材料,显示了为良好的应用前景。

 

        该项研究得到国家基金重点项目(21733009)、国家基金(21573136)、低碳联合基金(U1510105)、青年三晋学者及山西省研究生创新项目的经费支持。

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