最新一期的《美国明升手机会志》杂志上发表了北京大学工学院材料明升体育app与工程系教授侯仰龙和同事的一项研究成果。
侯仰龙告诉《明升官网明升体育app报》记者:“我们合成出的磁性碳化铁纳米材料用在费托合成催化上效果非常好,这类材料在催化上的作用值得继续关注。”
费托合成是一种将合成气转化为液体碳氢燃料的工艺过程。
近日,在以“磁性纳米材料及其交叉学科的关键明升体育app问题”为议题的香山明升体育app会议第434次学术讨论会上,与会专家一致认为,催化将是磁性纳米材料的潜在应用。
活性高、易分离是目标
“实现催化过程调控的催化明升手机,是明升手机领域的‘圣杯’。”会议执行主席、中科院院士包信和介绍,催化过程的核心和关键是对明升手机反应进行选择和调控。
近年来,纳米层次上对材料特性的研究结果显示,当粒子尺寸减小时,催化剂表面会产生更多的活化中心,据此可以调变体系的催化反应性能。因此,纳米材料的催化性能一直是纳米材料领域的研究热点和难点。
同时,在明升手机工业领域,提高催化剂分离、回收和再生技术能大幅度节约成本,实现绿色生产技术。此次香山会议上,专家表示,现有条件下,催化剂特别是含有贵金属的催化剂往往难以分离,易导致浪费和环境污染。
作为催化剂用户,明升官网石化石油化工明升体育app研究院研究员杨克勇对《明升官网明升体育app报》记者表示,他们希望催化剂性能高、便宜、好回收。“在实际生产中,我们发现,催化剂只要一带磁性,便容易分离,其活化性也变高了。”
磁性迈进纳米新时代
随着纳米科技的发展,合成任意尺寸和形貌的纳米结构渐渐变为可能,这使磁性纳米材料变成一类重要的功能材料。
会议执行主席、明升官网明升体育app院院士都有为认为:“磁性纳米材料有着迷人的风采,在纳米材料中占据不可或缺的重要地位。”
过去十多年中,磁性纳米材料的合成取得了快速发展。2000年,时任美国IBM公司研发明升体育app家的孙守恒,采用液相合成方法,获得了铁铂纳米颗粒。
很多明升体育app家以此为起点,开展了大量有关磁性纳米材料的工作。迄今为止,孙守恒在美国《明升体育app》杂志上发表的论文引用次数达到3000多次。
如今,磁性纳米材料已在各领域得到广泛应用,包括明升手机、物理、材料、生物明升手机版等方面。
给力能源制备
侯仰龙认为,在磁学和明升手机领域明升体育app家的通力合作下,磁性纳米材料一定能在催化领域有所作为。“磁性来源于原子的自旋特性,而调控自旋可能影响材料的表面态,进而可调变其催化性能。”他说。
他的团队研究合成了一种新的铁基磁性纳米材料,并发现它在能源催化上的神奇作用。
普通的碳化铁因其高磁饱和强度和高稳定性的特点,已经被应用于生产生活中。从前的研究显示,在纳米尺度下,碳化铁还具有超顺磁性、超高催化活性的特点。
但是,现有碳化铁纳米颗粒制备方法烦琐,常常采用成本高、形貌难以控制、操作复杂的高温固相反应和激光热分解等技术。
经过多次尝试,侯仰龙团队利用简单的方法首次在相对温和的条件下,制备出了形貌可控的碳化铁纳米颗粒。
他们发现,在我国能源战略中占据非常重要地位的“煤间接液化费托合成”中,这种磁性纳米颗粒初始的反应活性是传统铁基催化剂的两倍。
这一发现不仅能解决明升手机上的问题,还能推动能源催化科技发展。(来源:明升官网明升体育app报 甘晓)