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最新釕納米骨架有望在催化方面發(fā)揮作用

密歇根理工大學(xué)的研究團(tuán)隊(duì)基于晶種生長和化學(xué)腐蝕原理發(fā)明了一種釕(Ru)納米骨架(NFs)的簡(jiǎn)便合成方法，純度高并可用作高效催化劑。該方法不僅限于這種金屬。由于在催化劑、等離子體和醫(yī)學(xué)等眾多應(yīng)用領(lǐng)域具有極佳的性能，貴金屬構(gòu)成的納米骨架近年來受到廣泛關(guān)注。高度開放的結(jié)構(gòu)是其性能優(yōu)越的主要原因。例如在催化作用中，具有骨架形態(tài)的納米催化劑表面積和體積的比值更大，表面上原子的配位數(shù)更少，保證了催化活性的最大化。

過去20年來，對(duì)貴金屬納米骨架的開發(fā)主要涉及Ag，Pt，Pd，Rh，Au 及它們的組合，但Ru納米骨架還是首次報(bào)道。Ru納米材料的許多工業(yè)用途已受到關(guān)注，如用于加氫、

合成氨和一氧化碳氧化。通常Ru納米晶體結(jié)構(gòu)為六邊形緊密排列。但密歇根理工大學(xué)提出了精巧的兩步法(生長和腐蝕)，可以構(gòu)造完全不同的面心立方體(fcc)結(jié)構(gòu)。Ru基本上不會(huì)自然生長成能形成納米骨架的晶體結(jié)構(gòu)。該研究團(tuán)隊(duì)先在鈀(Pd)核上種植納米骨架，然后再剔除Pd。有了fcc結(jié)構(gòu)的Pd “種子”(Pd相當(dāng)于原子模板劑)，Ru就能優(yōu)先在Pd八面體的邊線和角上生長，這樣Ru就復(fù)制了Pd種子的fcc結(jié)構(gòu)。第二步稱作“腐蝕”，即脫除種子Pd，留下中空的Ru納米骨架，如下圖所示。

兩步法合成Ru納米骨架

[靳愛民摘譯自Green Car Congress，2016-04-02]