我国化学试剂新药研制将进入爆发期
2016-07-08
在我国化学试剂专家研制新型的化学催化剂中,镍取代了白金在反应中的位置,但是它本身的电子密度却无法同白金相比。为弥补镍自身的不足,于是化学试剂专家们借助钼来增强镍的反应能力。虽然说专家的这种方法有效果,但是仍然无法与白金相媲美。
研究化学试剂论文第一作者陈伟赋(音译)介绍说,为进一步提高催化性能,他们引入了第3个元素氮来改变镍和钼的电子态。氮早已用于疏松材料或尺寸大于1微米的物质中,但是用在纳米尺寸的材料中却具有较大的难度。起初,科学家期望用氮来改变镍钼的结构,形成不连续的类球体纳米粒子。但有趣的是,在研发过程中,他们却有新的发现。
研究项目的构思者、布鲁克海文国家实验室化学家孝太郎・佐佐木表示,他们最初希望设计出一种活性高且价格低的最优催化剂,有能力产生足够的氢气作为高密度和清洁的能源。新化学试剂催化剂的实际性能超过了他们的期望。
在高温氨环境中,向镍钼复合物注入氮,科学家发现镍钼氮出乎意外地形成了具有极大反应面积的二维纳米薄片。借助布鲁克海文国家实验室凝聚物理学和材料学分部的高分辨率通光显微镜以及国家同步辐射光源X光探测仪,科学家搞清楚了新材料的二维结构以及电子排布。陈伟赋表示,这是人们首次获得纳米薄片金属氮化物,氮的引入导致镍钼复合物发生了巨大的变化,它扩展了镍钼合金的晶格,提高了电子密度,让电子结构近似于贵金属,同时能防止腐蚀。
科学家新开发的化学试剂催化剂的性能与白金催化剂的相近,具有任何其他非贵重金属复合物所无法比拟的电催化活性和稳定性。穆克尔曼表示,新催化剂生产工艺既简单又能规模化,从而可让镍钼氮化物有足够的能力满足工业应用的需要。
虽然新化学试剂催化剂并不意味着生产廉价氢能的所有问题得到了完全解决,但是它的确大幅度降低了电解水主要设备的成本。化学试剂研究学者强调他们的突破源于基础知识的探索,这种途径有望改变整个研究进程,其提出的新模式将引导未来的研究。本文章出自于化学试剂的相关网站,转载请标明:http://www.zzpaini.com