金属表面催化活性调控开辟新途径

近日，中科院大连化物所催化基础国家重点实验室在石墨烯限域催化上取得重大突破。他们创新地利用石墨烯与金属表面之间形成的两维空间作为纳米反应器，成功进行了石墨烯限域下的表面催化反应，为金属表面催化活性调控开辟了新途径。
　　
　　传统催化中，受限于检测手段及对催化过程的认识，催化剂开发主要依靠经验性尝试，方法可控性差，导致相关催化过程与催化剂的研发进展缓慢。此前科学家们建立了基于模型催化体系的表面化学研究新方法，但这种表面化学的模型催化研究必须在超高真空下进行，与常压甚至高压的实际反应之间存在难于逾越“压力鸿沟”。接下来的几十年，各国科学家们为了逾越这条“鸿沟”作出了不懈努力，但仍难以达到理想状态。
　　
　　大化所的科研人员利用实验室自行研制的光发射电子显微镜/低能电子显微镜，并借助于国外相关科学装置，创新性地提出了利用石墨烯与金属表面之间形成的两维空间作为纳米反应器的科学设想，并进行了石墨烯限域下的表面催化反应研究。他们在金属表面上覆盖一层石墨烯结构，使CO、O2等分子在接近常压条件下即可迅速插层到石墨烯与金属界面，利用石墨烯“盖子”所形成的限域空间中独特的电子环境来降低CO氧化反应的活化能，改变金属衬底的表面化学吸附特性，使催化反应速率明显加快。该项突破对于多相催化的研究和实践意义重大。