作者:华盛顿州立大学的蒂娜·希尔丁
这些图像比较了实验(左)和模拟(右)的具有单键的苯类化合物形成过程中的反应中间体
学分:华盛顿州立大学 从药品、化肥、塑料和其他家用产品的生产到化石燃料的加工，催化剂被广泛应用于世界各地的各种工业过程中
它们加速化学反应，目的是最大限度地减少能源消耗
尽管催化剂至关重要，但它们往往是通过反复试验或传统而非科学原理开发出来的
华盛顿州立大学的研究人员利用显微术和光谱学的结合来获得真实世界的图像以及复杂的理论计算，与教授合作
来自中国科学技术大学的朱俊发将在原子水平上揭示催化反应的潜在机制
这项发表在JACS《美国化学学会杂志》上的工作，提高了人们对反应的基本理解，有朝一日，这些反应可能会导致更高效的工业过程
“有一种流行的形象，像女巫酿造的东西，其中的东西被随机搅拌在一起，使催化剂成为他们是什么
在这里，我们试图预测如何合成非常特别的东西，”吉恩和琳达·沃伊兰化学工程和生物工程学院副教授、该论文的相应作者让-萨宾·麦克文说
研究人员研究了一种叫做联苯的化学物质的反应，这是一种存在于煤、天然气和原油中的天然有机化合物
研究人员比较了这种化学物质的两个稍微不同的版本
向分子中添加两个或四个额外的溴原子，当它们与简单的银表面相互作用时，会产生截然不同的化学反应
在一个例子中，结果是一个单键的苯类化合物
在另一个例子中，分子类似于蜂窝，类似于碳石墨烯片的开始
其中一个反应还需要更高的温度和更多的能量来完成，这对于使用催化反应的工业来说是一个重要的问题
研究人员能够将他们观察到的反应的原子尺度图像与理论计算相匹配
麦克文说:“在真正的催化剂中，当有如此多的副反应时，它是如此复杂，以至于很难将实验和理论直接联系起来。”
“但是，当您拥有像我们正在研究的那些定义明确的催化剂时，您可以获得对正在发生的事情的更具预测性的理解，这可以作为在更现实的催化表面上开发更复杂模型的垫脚石
" WSU最近成为理性催化剂合成中心的附属成员，这是一个由国家科学基金会资助的中心，旨在更好地了解制造催化剂的基础
麦克文说，国家科学基金会中心要求大学与工业伙伴合作，努力解决现实世界的问题
他说，开发催化剂对工业来说非常昂贵，需要系统和重复的测试，很难预测最终结果
他说:“如果我们能够通过计算或通过实验和理论的结合来预测我们最终会得到什么，这将是一项巨大的成本节约。”
“这是一项非常基础的研究，旨在解决工业生产催化剂的兴趣
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