生產(chǎn)交通替代燃料——?dú)涞暮诵氖请娊馑磻?yīng)。但這種反應(yīng)需要稀有且昂貴的銥元素作為催化材料,其生產(chǎn)潛力受到限制。目前麻省理工學(xué)院的研究團(tuán)隊(duì)開發(fā)了一種全新的稱為金屬氫氧化物-有機(jī)框架(MHOF)催化劑材料,廉價(jià)且來源廣泛。這類材料能讓工程師精確調(diào)整催化劑的結(jié)構(gòu)和組成,以滿足特定化學(xué)過程的需要,催化劑性能相當(dāng)或超過昂貴的傳統(tǒng)催化劑。
該團(tuán)隊(duì)受金屬-有機(jī)框架(MOFs)化合物(一種由金屬氧化物節(jié)點(diǎn)與有機(jī)連接分子連接在一起的晶體結(jié)構(gòu))研究的啟發(fā),通過用某種金屬氫氧化物取代這些材料中的金屬氧化物,發(fā)現(xiàn)有可能制造出精確可調(diào)的材料,這種材料具有催化劑必要的穩(wěn)定性。
Román-Leshkov教授表示:如果把這些有機(jī)連接分子放在一起,實(shí)際上形成了大片的金屬氫氧化物,這種金屬氫氧化物與有機(jī)連接分子相互銜接,形成層狀結(jié)構(gòu),具有更高的穩(wěn)定性。這種結(jié)構(gòu)好處很多,可對(duì)納米結(jié)構(gòu)進(jìn)行精確控制,可對(duì)金屬的電子特性進(jìn)行精確控制,同時(shí)非常穩(wěn)定,使用壽命更長(zhǎng)。
雖然尚無全面的經(jīng)濟(jì)分析,但這些材料主要由鎳和鐵組成,其成本僅為現(xiàn)有催化劑的1/100。與現(xiàn)有的鎳基催化劑相比,這種材料可調(diào)控能力提高了4倍,只需用不同的金屬取代化合物中的鎳即可。
這種材料有可能會(huì)為未來的發(fā)現(xiàn)提供許多重要的途徑。通過將這種材料制成極薄的膜片,然后涂在另一種材料上,可進(jìn)一步降低這種材料的總成本。到目前為止,這些材料經(jīng)過了小型實(shí)驗(yàn)室測(cè)試,該團(tuán)隊(duì)目前著力工業(yè)化問題,工業(yè)化尚需時(shí)日。