诺丁汉大学
信用:CC0公共领域
科学家们发现了一种新的方法，可以将大块金属分解成原子，从而在不产生任何化学废物的情况下生产非均相催化剂，这将带来以最有效的原子方式制造和使用分子的新的可持续方式
诺丁汉大学的研究人员已经证明，通过以每秒450000亿个原子的破纪录速度将块状金属分裂成原子，可以将“裸露”的铂原子直接分散到粉末载体上
5×1015原子/秒)
该方法是可扩展的和无溶剂的，并且打开了制造有价值的催化剂材料的大门，其中铂原子被负载在粉末颗粒上
这项研究已经发表在英国皇家化学学会的同行评审的材料化学杂志上
催化剂使近80%的工业化学过程成为可能，这些过程为我们的经济提供了最重要的成分，从材料(如聚合物)和药物到农用化学品，包括肥料和作物保护
对催化剂的高需求意味着包括金、铂和钯在内的许多有用金属的全球供应正在迅速枯竭
为了保护这些金属供应，最大限度地利用每个原子是至关重要的
金属在载体材料中的原子分散是增加可用于催化的活性表面积的最有力的策略之一
与金属纳米粒子相比，金属原子的性质会发生巨大变化，从而导致新的现象，否则这些现象在宏观尺度上是无法实现的
传统上，制备原子分散金属催化剂的方法基于湿化学(即
金属盐的还原)或原子层沉积(ALD)
这些方法的工业放大是困难的，因为它们需要多个步骤和/或高温，产生大量化学废物，并且不容易在载体和金属催化剂上推广
这项新研究展示了磁控溅射如何以可持续和可扩展的方式在任何支持材料中生产原子分散的金属，包括当前出版物中的铂、钴和镍
这种方法已经在玻璃涂层和半导体工业中使用，并且现在已经适用于制造原子分散的金属催化剂
研究小组使用分析和成像技术证明铂原子原子原子分散在粉末载体的整个表面，然后将这种催化剂用于光催化制氢
“在我们方法的核心，一束快速的氩离子将单个金属原子一个接一个地从大块金属中撞出来，形成金属原子雨，落在支撑材料上
所需数量的金属原子可以在几秒钟内按需产生，但是控制它们在粉末载体上的分布仍然是一个挑战
我们在为磁控溅射工艺设计创新混合系统方面取得了良好的进展，并于今年早些时候申请了专利。”
领导这项研究的诺丁汉大学化学助理教授杰瑟姆·阿尔维斯·费尔南德斯
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