一级黄色网站在线视频看看,久久精品欧美一区二区三区 ,国产偷国产偷亚洲高清人乐享,jy和桃子为什么绝交,亚洲欧美成人网,久热九九

氧氣參與的氧化反應(yīng)在工業(yè)生產(chǎn)中廣泛存在，用氧氣作為氧化劑的反應(yīng)不僅成本低，而且綠色環(huán)保。如烯烴的環(huán)氧化、一氧化碳氧化、醇氧化、烷烴的氧化等反應(yīng)都是工業(yè)生產(chǎn)中極為重要的反應(yīng)。

目前采用氧氣作為氧化劑的工業(yè)生產(chǎn)條件都比較苛刻，如高溫高壓等，這主要是因?yàn)槌Ｒ?guī)條件下氧氣的活化還比較困難。為了解決氧化活化的問(wèn)題，人們不僅嘗試了很多類型的催化劑，而且還對(duì)催化劑的結(jié)構(gòu)進(jìn)行了深入的研究。

2009年，申文杰課題組在Nature報(bào)道了一種以{110}為主要裸露晶面的Co₃O₄納米線，發(fā)現(xiàn)這樣的Co₃O₄納米線不僅能在低溫下實(shí)現(xiàn)CO的完全氧化，而且還能在水汽存在下穩(wěn)定。

圖1. Co₃O₄表面結(jié)構(gòu)控制

X.Xie; Y. Li; Z.-Q. Liu; M. Haruta; W. Shen. Low-temperature oxidation of COcatalysed by Co₃O₄ nanorods. Nature, 2009, 458: 746-749.

系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)分析發(fā)現(xiàn)，當(dāng)Co₃O₄納米線以{110}裸露時(shí)表面會(huì)存在豐富的Co³⁺活性位點(diǎn)，而Co³⁺可以吸附CO。吸附上的CO可以與鄰位O（與周?chē)齻€(gè)Co³⁺配位）發(fā)生反應(yīng)生成CO₂，并把Co³⁺還原成Co²⁺，生成的Co²⁺又可以用于O₂的活化。

因此，控制氧化的表面結(jié)構(gòu)對(duì)調(diào)節(jié)氧化物的反應(yīng)性能是極為重要的。

圖2. Co₃O₄氧化性能

表面結(jié)構(gòu)對(duì)氧氣的活化不僅僅表現(xiàn)在氧化物上，在金屬表面上也存在表面結(jié)構(gòu)效應(yīng)。

2010年， Cuenya 課題組發(fā)現(xiàn)，用Al₂O₃負(fù)載Pt納米顆粒在2-丙醇的氧化中，不同形貌的納米顆粒，催化活性明顯不同。且隨著Pt表面不飽和配位原子數(shù)的增多，反應(yīng)的觸發(fā)溫度降低。

圖3. 不同形貌的Pt納米顆粒催化2-丙醇氧化的性能以及Pt納米顆粒表面原子不飽和配位數(shù)與反應(yīng)溫度的關(guān)系。

Mostafa,S.; Behafarid, F.; Croy, J. R.; Ono, L. K.; Li, L.; Yang, J. C.; Frenkel, A.I.; Cuenya, B. R., Shape-Dependent Catalytic Properties of Pt Nanoparticles. J.Am. Chem. Soc. 2010, 132, 15714-15719.

2013年，Cuenya課題組的進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn)，不同形貌的Pt納米顆粒在催化2-丁醇的氧化時(shí)也表現(xiàn)出明顯不同的催化活性。在催化2-丁醇的反應(yīng)中，表面原子的不飽和配位程度越高，催化反應(yīng)的活性越差。

研究表明，主要原因是表面原子不飽和程度越高，越容易在Pt納米顆粒表面形成PtO_x氧化物，阻礙了2-丁醇與Pt⁰接觸并發(fā)生氧化反應(yīng)，所以需要更高的反應(yīng)溫度來(lái)促使PtO_x分解，釋放出Pt⁰。

圖4. Pt納米晶的表面控制提高催化氧化性能

H.Mistry; F. Behafarid; E. Zhou; L. K. Ono; L. Zhang; B. Roldan Cuenya.Shape-Dependent Catalytic Oxidation of 2-Butanol over Pt Nanoparticles Supported on γ-Al2O3. ACS Catal., 2013, 4: 109-115.

2006年，李亞棟課題組研究發(fā)現(xiàn)，對(duì)于用不同形貌Ag納米顆粒催化苯乙烯氧化的反應(yīng)，Ag納米立方塊的活性是截角的Ag三角片的14倍，是球形Ag納米顆粒的4倍。

圖5. Ag納米顆粒的形貌影響催化活性

Xu,R.; Wang, D.; Zhang, J.; Li, Y., Shape-dependent catalytic activity of silvernanoparticles for the oxidation of styrene. Chemistry, an Asian journal 2006, 1,888-893.

相類似的結(jié)果在Ag納米顆粒催化乙烯的環(huán)氧化的反應(yīng)中也體現(xiàn)出來(lái)。2008年，Suljo Linic 等人研究發(fā)現(xiàn)，{100}面暴露的Ag五棱柱的納米線對(duì)環(huán)氧乙烷的選擇性比主要是{111}面暴露的Ag球形納米顆粒要好。DFT計(jì)算表明這是因?yàn)樵贏g{100}面上產(chǎn)生環(huán)氧乙烷的能壘更低造成的。

圖6. Ag納米顆粒晶面效應(yīng)

Christopher,P.; Linic, S., Engineering Selectivity in Heterogeneous Catalysis: Ag Nanowiresas Selective Ethylene Epoxidation Catalysts. J. Am. Chem. Soc. 2008, 130, 11264-11265.

所以，針對(duì)不同的反應(yīng)類型，控制催化劑的表面結(jié)構(gòu)能有效地提高催化劑的催化性能，達(dá)到高效節(jié)能的目的。