催化作为关键的核心技术,长期以来在国民经济的诸多方面,如石油炼制、合成化肥、合成纤维和汽车尾气处理等发挥了巨大的作用。近年来,资源优化利用和社会可持续发展的强大需求使与能源、环境、农业和人类健康密切相关的化学工业面临着一场重大的革新和变革,作为主导和关键技术的催化也正在经历着一场重大的科学和技术的创新,催化科学和技术的发展更加强调通过对催化过程和催化剂的选择和调控,追求温和条件下目标产物100%的选择性一直是科学家的奋斗目标。
铂和其他贵金属微粒被固定在氧化物的表面,作为催化剂已经广泛应用于汽车尾气处理以及众多工业领域。但是,催化作用仅仅局限于铂以及贵金属材料的表面,因此提高其比表面积,是其微粒尽可能小就成为催化剂制造商的一个难题,因为亚纳米粒度大小的微粒,倾向于扩散和凝聚而导致催化剂失活。
中美科学家联手通过调整共沉淀过程中的温度、pH以及其他参数,是粒度尽可能小所面临的问题迎刃而解。中方的研究团队是来自中科院大连物理化学研究所的Botao Qiao and
Tao Zhang(
Dalian Institute of Chemical Physics)以及北京清华大学的
Jun Li(Tsinghua University, in Beijing);而美方的是来自美国密苏里大学的
Jingyue Liu(University of Missouri)等人。他们制得了以铁氧化物纳米晶体为载体,而且在其表面上分散着单个Pt原子,将这种催化剂应用于氢过量而CO很少的体系中,进行CO的催化转化实验结果表明,不仅单个Pt原子是稳定的,而且催化活性是其他应用于CO氧化转化反应中的Pt催化剂、Cu催化剂的2-3倍。