日本研究团队创新气体开关触发法,实现负载型催化剂合金化突破
2025-11-14 15:37
来源: 名古屋工业大学
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负载型催化剂在各类化学过程中应用广泛,传统浸渍法虽适用于工业生产,却多用于合成单金属催化剂,难以满足先进催化反应对多样性和性能的需求。金属合金化作为提升催化剂性能的有前景方法,对于互不相溶金属而言,实现过程极具挑战,工业生产更需简单易规模化的手段。

日本名古屋工业大学先进陶瓷研究中心助理教授西田义秀带领团队取得重要进展。他们创新采用气体开关触发还原法,在不可还原的氧化铝上,成功实现不互溶的三元铑 - 钯 - 铂体系简单浸渍合金化。西田称,氧化物载体耐热性优异,金属前驱体可高温稳定附着,简单气体开关就能触发所有金属同时还原合金化。团队成员来自九州大学、名古屋大学等多所高校,研究成果于2025年8月15日发表在《催化科学与技术》杂志。

新方法将气体开关触发还原法整合到浸渍工艺,初始升温用惰性气体,温度达约600℃切换为氢气,引发同步还原合金化,成功制备出合金化RhPdPt/Al₂O₃催化剂。经X射线吸收光谱验证,该方法制备的催化剂金属实现合金化,传统方法则合金化不足。团队还制备多种其他催化剂验证普适性,也指出部分局限性可通过优化工艺参数克服。同时,为防止金属合金暴露空气氧化,建议纳入预处理工艺。所制备的RhPdPt/Al₂O₃催化剂在腈加氢反应中催化性能比单金属催化剂高18倍,且无需特殊设备步骤,适合工业生产。

西田表示,此方法简单易行、可扩展性强,有望降低化工能源消耗,助力可持续生产。希望该方法能广泛应用,推动化学合成向绿色高效转变。

更多信息: Yoshihide Nishida 等,《通过浸渍法中的气体切换还原合成负载型不混溶纳米合金催化剂》,《催化科学与技术》 (2025)。

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