北京理工大學(xué)預(yù)測(cè)新型雙金屬納米功能材料
2015年10月22日 13:38 3478次瀏覽 來源： 中國(guó)有色網(wǎng) 分類： 新材料前沿
在新能源和環(huán)保技術(shù)領(lǐng)域，一直困擾著科學(xué)家們的一個(gè)關(guān)鍵問題是如何尋找和設(shè)計(jì)高效、廉價(jià)且環(huán)境友好的催化劑材料。近日，北京理工大學(xué)物理學(xué)院姚裕貴研究團(tuán)隊(duì)成員郭偉博士和美國(guó)特拉華大學(xué)教授Dionisios G. Vlachos合作，在多尺度能源材料設(shè)計(jì)領(lǐng)域取得了重要進(jìn)展。相關(guān)成果日前發(fā)表在《自然—通訊》上。
據(jù)了解，他們通過密度泛函理論結(jié)合動(dòng)力學(xué)模特卡羅的多尺度計(jì)算模擬，預(yù)測(cè)了一種新型的雙金屬納米功能材料：通過對(duì)一種金屬納米顆粒表面用另外一種金屬作亞單層“缺陷”的修飾，能夠提高2～3個(gè)數(shù)量級(jí)的催化活性。
其研究表明，通過對(duì)鉑納米顆粒表面進(jìn)行鎳原子亞單層修飾，能成功實(shí)現(xiàn)多功能催化：覆蓋在鉑納米顆粒上的亞單層鎳原子能有效分解氨氣，同時(shí)解離的氮原子擴(kuò)散到鎳臺(tái)階邊緣進(jìn)而脫附，釋放出無毒害的氮?dú)?。而氫氣很容易從表面脫附，從而?shí)現(xiàn)了無碳的氫氣釋放。這種亞單層的“缺陷”表面不但相對(duì)于完美的無缺陷表面有兩到三個(gè)數(shù)量級(jí)的性能提高，也具有更易于實(shí)驗(yàn)合成的優(yōu)點(diǎn)。該發(fā)現(xiàn)為材料設(shè)計(jì)開辟了新的可能性，即科學(xué)家可以通過調(diào)控復(fù)合材料表面的形貌和成分，從而利用材料的不可避免的不完美性以及不同組分的協(xié)同效應(yīng)來完成各種復(fù)雜的反應(yīng)。
責(zé)任編輯：于璐
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