物理科技生物学-PHYICA

铂啊啊啊啊不行了-金纳米粒子催化剂直接合成过氧化氢

化学 2022-07-24 00:02:13

国家科学技术研究委员会 金-铂纳米粒子复合示意图

学分:韩国科技学院 稀释在水中的过氧化氢被用作治疗伤口的消毒剂

它在整个行业中被广泛用作环保氧化剂,用于去除半导体中的杂质、废物处理和其他应用

目前,它主要通过蒽醌的顺序氢化和氧化来生产(AQ)

然而,这一过程不仅是能源密集型的,需要大规模的设施,而且AQ也有毒

作为AQ工艺的替代方案,研究人员提出了使用钯催化剂由氢气(H2)和氧气(O2)直接合成过氧化氢

然而,该技术的商业化具有挑战性,因为在该过程中形成的水(H2O)的量大于过氧化氢(H2O2)

在韩国科学技术研究所,李博士的一个联合研究小组

尚秀汉和博士

金东欢(计算科学研究中心),博士

李承勇(材料建筑研究中心)和韩国大学(韩国大学,郑泽忠校长)的李君英教授基于计算机模拟开发了一种用于过氧化氢生产的铂金合金催化剂

使用这种催化剂可以将过氧化氢的选择性提高到95%,而钯催化剂的选择性仅为30-40%,这表明过氧化氢是由铂-金催化剂和少量的水产生的

尽管由于金属的固有不混溶性,很难将铂和金均匀混合来开发合金催化剂,但是研究人员通过强制还原铂和金的前体成功地合成了合金形式的纳米粒子

此外,使用该方法,可以通过调节铂和金的前体的量来控制每个金属颗粒的含量

使用这种新型催化剂,只需将氢气和氧气注入水溶液中,就可以在任何地方生产过氧化氢,而无需大型设备

与钯催化剂不同,铂金催化剂即使在环境温度(10摄氏度)和大气压(1个大气压)下也能产生高达95%的过氧化氢

此外,由于催化剂的结构稳定性,催化反应可以保持8小时以上

研究人员通过进行额外的计算机模拟,清楚地建立了铂金合金纳米颗粒的晶体结构,这很难用一般的材料分析技术来解决

韩国科学技术研究院中心主任尚秀汉说:“重要的是,所开发的催化剂提供了一种环保的过氧化氢生产选择,可以不受任何生产场地限制地应用

因此,克服钯催化剂选择性低的局限性,将大大加快过氧化氢直接合成的商业化进程

开发新型催化剂的时间和成本(主要通过反复试验探索)可以通过计算机模拟大大降低

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