原子级分散乙炔选择性加氢催化剂研究获进展  

 

近日，来自中国科学院金属研究所、北京大学、中科院上海应用物理研究所以及香港科技大学等单位的研究团队通过合作，实现了原子级分散铜催化剂有效催化乙炔高效选择性加氢，相关研究成果于《自然—通讯》（Nature Communications）在线发表。

乙炔选择性加氢是工业生产高分子聚合物过程中的重要催化反应之一。中科院金属所沈阳材料科学国家研究中心联合研究部研究员刘洪阳告诉《中国科学报》：“如何选择性将乙炔加氢到乙烯，而避免乙烯进一步氢化到乙烷，是这一反应急需要解决的主要问题。”

近年来，刘洪阳带领团队致力于新型纳米碳材料负载金属催化剂的研究。研究团队于日前首次将原子级分散单位点铜锚定在富有缺陷的纳米石墨烯载体上，原子级分散的铜原子通过与载体缺陷上的三个碳原子成键，进而被稳定在石墨烯碳缺陷位点上。

“相比于传统的团簇铜催化剂，原子级分散铜催化剂具有显著的乙炔加氢催化活性和乙烯选择性。”论文第一作者、刘洪阳的博士研究生黄飞指出，利用密度泛函理论模拟计算表明，相比于团簇铜催化剂，原子级分散的铜催化剂在乙炔氢化反应中，可有效促进乙炔的活化和乙烯的解离。

黄飞说：“我们的研究工作，成功地将乙炔高选择性催化剂由贵金属钯催化剂拓展到廉价的非贵金属铜催化剂，对未来设计开发高活性、高稳定性和低成本的工业加氢催化剂奠定了坚实的基础。