乌得勒支大学，乌得勒支大学理学院
催化粒子的结构敏感和(表观)结构不敏感行为之间差异的示意图
学分:乌得勒支大学 一个国际研究小组已经解开了催化的一个基本谜团:结构不敏感的悖论
为了制造更好的催化剂，研究人员长期以来一直在研究这些纳米粒子的最佳形状和尺寸，因为这应该会影响它们在化学反应中的表现
神秘的是，对于一些催化剂来说，纳米粒子的形状和大小似乎对它们的性能没有影响
由教授领导的研究小组
伯特·威克胡森现在已经证明这不是真的
相反，这些被认为“对结构不敏感”的粒子设法以极快的速度将自己重新排列到最佳结构，这就是为什么它们的性能总是相似的原因
例如，这种认识可以帮助开发更清洁燃料的催化剂
乌得勒支大学的研究团队与埃因霍温大学技术研究所、橡树岭国家实验室、石溪大学和保罗·舍勒研究所合作，于12月7日在《自然通讯》上发表了他们的研究结果
从未真正解释过 催化剂广泛用于化学工业，以更有效地制造燃料、化学品和材料，包括塑料、涂料和药物
催化剂是纳米粒子，只有百万分之一毫米大小，通过激活其表面的分子来工作
由于催化剂颗粒非常小，它们的性能高度依赖于它们的形状:非常小的颗粒有更多不规则的表面，单个原子“突出”，而较大的颗粒有更多“平坦”的原子侧面
知道了分子在原子的规则平面和不规则平面上的反应不同，人们就会认为较大的纳米粒子的行为与较小的完全不同
然而，在没有发生这种情况的地方观察到了反应
该论文的第一作者夏洛特·沃格特说:“这些‘对结构不敏感’的反应从未得到真正的解释。”
快速重组 研究人员结合先进的红外光谱、X射线光谱和电子显微镜研究了一组定义明确的负载型镍催化剂，并比较了它们在结构敏感反应(将乙烯转化为乙烷)和结构敏感反应(将二氧化碳转化为甲烷)中的活性
在据称对结构不敏感的反应中，他们观察到金属纳米粒子的快速表面重组
与较小的金属纳米颗粒相比，较大的金属纳米颗粒的重组速度更快，效果更明显
因此，对于经验观察到的结构不敏感性，最可能的解释不是对几何和电子效应不敏感，这解释了结构敏感性，而是金属表面作为颗粒尺寸的函数迅速变化，只留下非常特定的位置暴露
因此，研究人员提议将术语“结构不敏感”替换为“表观结构不敏感”
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