本报讯 近日，中科院理化技术研究所张铁锐研究员和美国加州大学河滨分校殷亚东教授合作开发了一种“介孔二氧化硅封装保护”方法，解决了石墨烯基催化剂在热催化中的瓶颈问题。
研究人员将石墨烯/铂纳米颗粒复合催化剂封装在介孔二氧化硅纳米片中。这种三明治结构不仅能够利用介孔二氧化硅的限域空间有效抑制金属纳米颗粒在石墨烯表面的团聚和长大，使催化剂在700℃的高温条件下仍然能够保持稳定，还可以减少石墨烯纳米片之间的π–π键相互作用，使该复合催化剂在溶液中具有优异的分散性能。这种介孔二氧化硅保护的催化剂不仅在硝基苯加氢反应中显示出较高的催化活性和可多次循环使用性能，而且在诸如一氧化碳氧化和水汽反应等高温催化反应中也都显示出极佳的稳定性。此外，即使该催化剂被有机毒化分子毒化，也可以通过简单的热处理完全恢复活性。该方法还具有很好的通用性，铂纳米颗粒可以替换成诸如钯、钌等其他金属纳米催化剂。
近年来，石墨烯基催化剂在热催化领域的发展较为缓慢。首先，石墨烯纳米片之间的强π–π相互作用力使催化剂团聚严重从而遮蔽了大量活性位点；其次，石墨烯与其表面负载的纳米催化剂之间作用力较弱，使得负载的纳米催化剂颗粒容易发生迁移、团聚长大从而降低甚至失去催化活性。 （百川）
来源：中国化工报
