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這種類貴金屬銅催化劑類似于戰(zhan)場(chang)上(shang)(shang)穿上(shang)(shang)黃金盔甲的武(wu)士，能有效抵(di)御敵方進攻。（圖片系作者自制）

經濟(ji)日報(bao)(bao)訊(xun) 記者蘇大鵬報(bao)(bao)道：近(jin)日，中國科學(xue)院(yuan)大連(lian)化物所(suo)孫劍研究(jiu)團隊發現了(le)一種(zhong)可替代(dai)貴金屬金或(huo)銀的(de)(de)銅催化劑，在催化加氫(qing)反應中表現出與傳統銅催化劑完全不(bu)同(tong)，而與金或(huo)銀接近(jin)的(de)(de)性能(neng)。相關研究(jiu)成(cheng)果發表于(yu)日前出版的(de)(de)頂(ding)級(ji)期刊(kan)《科學(xue)—進展(zhan)》上。

原子的(de)外圍(wei)電子結(jie)構常常會決定(ding)金(jin)屬(shu)的(de)化(hua)(hua)學性(xing)質(zhi)。金(jin)、銀等貴金(jin)屬(shu)電子結(jie)構穩定(ding)，一(yi)般條(tiao)件(jian)下不易(yi)與(yu)其他化(hua)(hua)學物質(zhi)發生化(hua)(hua)學反應(ying)，并(bing)具(ju)有耐高(gao)溫(wen)、抗氧化(hua)(hua)等優(you)良特性(xing)，成(cheng)為最重(zhong)要的(de)催化(hua)(hua)劑(ji)材料。但其價格昂貴，限制(zhi)了實(shi)際應(ying)用(yong)。同族的(de)非貴金(jin)屬(shu)銅更易(yi)獲得且價格便宜，但在催化(hua)(hua)反應(ying)中更易(yi)被氧化(hua)(hua)，化(hua)(hua)學性(xing)質(zhi)并(bing)不穩定(ding)。

為提高銅(tong)催化劑的穩(wen)定(ding)性(xing)，該研究團隊嘗試通過(guo)“高能等離(li)子(zi)體(ti)流轟擊”的方法，改(gai)變銅(tong)的外圍(wei)電(dian)子(zi)結(jie)構，使(shi)銅(tong)表現出貴金(jin)屬(shu)金(jin)和銀的特性(xing)，進而(er)替(ti)代金(jin)、銀催化劑。這種等離(li)子(zi)體(ti)流轟擊銅(tong)改(gai)變其電(dian)子(zi)結(jie)構的過(guo)程，被科研人員比喻(yu)為對銅(tong)催化劑的“冷(leng)凍”處理。它是采用磁控濺射裝置，在(zai)電(dian)場(chang)驅動(dong)下，定(ding)向轟擊銅(tong)金(jin)屬(shu)靶，使(shi)得金(jin)屬(shu)銅(tong)以原子(zi)形式均勻沉(chen)積于(yu)載(zai)體(ti)表面(mian)。

相關實驗結(jie)(jie)果顯示，被(bei)(bei)“冷凍”的(de)銅(tong)納米顆粒在(zai)反應過程中可(ke)被(bei)(bei)鎖定在(zai)一定溫度內，“冷凍”的(de)銅(tong)納米顆粒催(cui)(cui)化(hua)(hua)劑表現出(chu)了與貴金(jin)屬(shu)金(jin)或銀(yin)極(ji)其類(lei)似的(de)催(cui)(cui)化(hua)(hua)性能。該(gai)結(jie)(jie)果顛覆了銅(tong)催(cui)(cui)化(hua)(hua)劑利于發生深度加氫反應的(de)傳統認知，證明了銅(tong)金(jin)屬(shu)經過處理，可(ke)以表現出(chu)與貴金(jin)屬(shu)金(jin)或銀(yin)極(ji)其類(lei)似的(de)催(cui)(cui)化(hua)(hua)性能。