使用核磁共振,蘇黎世ETH的研究人員研究了固體載體和空間取向中的原子鉑原子。將來,該方法可用於優化單個原子催化劑的產生。
催化:通過添加特定物質來加速化學反應 – 在行業和日常生活中非常重要。大約80%的化學物質借助催化產生,諸如排氣催化劑或燃料樁之類的技術也基於該原理。催化是一種特別有效且多才多藝的鉑。但是,由於白金非常稀有且昂貴,而且產量會影響很多2 排放,重要的是在最大程度地提高其有效性的同時使用盡可能少的。
帶有單個原子的催化劑
近年來,當每個原子有助於化學反應時,科學家試圖開發所謂的單原子催化劑。這些加泰羅尼亞人是通過在多孔宿主表面積累單個鉑原子(例如用氮原子摻雜的碳)來製作的。氮原子充當可以堅持鉑原子的錨。
哈維爾·佩雷斯·拉米雷斯(JavierPérez-Ramírez)和克里斯托弗·科普雷特(ChristopheCopéret)由蘇黎世Eth Eth Zurich的Copéret與Lyon和Aarhus的同事一起進行,現已表明,單個ATMO催化劑比以前認為的更為複雜。使用核磁共振,催化劑中的鉑原子表明它們可以具有截然不同的催化環境。將來,這一發現將允許開發更有效的催化材料。研究人員發布了科學旅程中的最後一次 自然。
機會相遇是進步
“到目前為止,只有通過“電子顯微鏡”的鏡頭可以看到鉑的個別原子,但他們對單個鉑原子的說法並沒有說太多。
會議結束後,兩位研究人員都制定了測試核磁共振的想法。該方法基於醫院,通常用於研究實驗室中的分子,原子核的框架在強靜態磁場中反應。在分子中,回波的頻率取決於分子中不同原子的組織方式。同樣,單原子鉑原子的頻率會影響其原子鄰居,例如碳,氮或氧氣 – 及其在靜態磁場中的方向。 ”
這包括許多迴聲的頻率,例如樂團的不同音調。找到創建特定音調的工具並不容易。 Copéret說:“很幸運,當訪問里昂時,我們中的一個找到了對Aarhus的專家模擬。”他們創建的這種相遇和合作對於科學進步至關重要。與ETH-Collaborator一起,專家模擬開發了計算機代碼,過濾鉑原子的不同“音調”。
映射原子環境
最後,他在描述一個原子催化劑中帶來了突破。研究小組能夠收集一張顯示鉑原子周圍原子的類型和位置的地圖。佩雷斯·拉米雷斯(Pérez-Ramírez)說:“這種分析方法在該領域設置了新的參考。”
使用這種方法,可以優化單個原子催化劑的生產協議,因為所有鉑原子都可以具有正確的環境。這是小組的下一個挑戰。 Copéret說:“從知識產權的角度來看,我們的方法也很重要,在原子水平上的催化劑的能力使我們能夠通過專利保護我們。”









