广东科学技术奖 | 小催化剂能为节能减排出大力!

相信不少不是化学专业的亲和小科一样,对催化剂的概念停留在过氧化氢加二氧化锰制氧气的实验……

广东科学技术奖 | 小催化剂能为节能减排出大力!

所以,当科学家告诉小科,他们通过制成新型的催化材料,达到节能减排的效果的时候,小科是……

广东科学技术奖 | 小催化剂能为节能减排出大力!

那么,各位亲就和小科一起听听获得2016年度广东省科学技术奖一等奖项目《金属有机骨架材料的改性及其催化应用基础研究》的李映伟教授是怎么说滴~

说起污染,大家很容易会想到化工行业。的确,化工行业是能源消耗以及二氧化碳等污染排放大户。而化工生产时90%会使用催化剂,将高温高压生产条件降下来,将反应速度提上去,将高污染的金属氧化剂替换成氧气甚至空气等种种,都是大家对催化剂的期待,从而达到节能减排的效果。

说到这儿,大家就明白催化剂和节能减排息息相关咯~

近10年,金属有机骨架(MOFs)材料迅速兴起,它拥有比一般材料更大的表面积,多样的结构和可调控的化学组成,是一种极具应用潜力的催化材料。但是,这个材料有两个弱点:1.催化活性低;2.稳定性较差。

这可怎么办,那么好的催化材料可不能错过了!别担心,李映伟教授团队给出了解决的办法!

为什么催化材料会活性低?

主要是由于金属活性位在MOFs表面容易高度团聚,导致分散性不好,从而与反应分子接触面小。

针对这个问题,团队用高分子化合物将金属保护起来,让它们不能团聚,提高了活性~最高提高了90多倍!

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(p.s灵魂画手小科的灵魂解释图,实际它们真不长这样,大家理解个意思就好~)

为什么催化材料会不稳定?

因为金属骨架材料大多亲水呀!特别在咱们广东这种“有湿度”的地方,你懂滴……

针对这个问题,团队在有机配体配位原子的邻位修饰憎水基团和对MOFs进行后合成改性来提高稳定性!这样,本来很亲水而不稳定的结构,现在变得不受水影响了,催化材料就更稳定了!

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(p.s灵魂画手小科的灵魂解释图,实际它们真不长这样,大家理解个意思就好~)

催化材料怎么达到节能减排?

既然有机金属骨架催化材料都已经把弱点都弥补了,这样改进了的催化材料活性高又稳定!我们一起来看看实际使用时到底怎么节能减排吧~

氧化反应是化学工业上用途最为广泛的反应之一,但目前工业上大量使用含锰、铬等氧化剂,造成严重环境污染,因此,人们提出用氧气作为绿色氧化剂将可以解决由此带来的严重污染问题,然而面临的关键问题是:氧气氧化过程在高温下反应剧烈,难以控制,而低温低压下氧分子却难以活化。

而使用了咱们这个MOFs基催化剂,氧气很容易就被活化了。对于醇的氧化反应,只需要在常温常压就能进行,活性是传统催化材料的5倍以上!

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这样一看,用了咱们这款催化材料之后效果max!不需要加温加压,那就节能又省钱,又使用空气作为氧化剂,无毒安全又不污染环境,所得即所需,真的太棒了!

还想知道更多获得广东省科学技术奖的项目?记得密切留意小科,不要错过了!

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[责任编辑:wyhenryzhong]

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