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加快打造原始創(chuàng)新策源地，加快突破關(guān)鍵核心技術(shù)，努力搶占科技制高點(diǎn)，為把我國(guó)建設(shè)成為世界科技強(qiáng)國(guó)作出新的更大的貢獻(xiàn)。

——習(xí)近平總書(shū)記在致中國(guó)科學(xué)院建院70周年賀信中作出的“兩加快一努力”重要指示要求

面向世界科技前沿、面向經(jīng)濟(jì)主戰(zhàn)場(chǎng)、面向國(guó)家重大需求、面向人民生命健康，率先實(shí)現(xiàn)科學(xué)技術(shù)跨越發(fā)展，率先建成國(guó)家創(chuàng)新人才高地，率先建成國(guó)家高水平科技智庫(kù)，率先建設(shè)國(guó)際一流科研機(jī)構(gòu)。

——中國(guó)科學(xué)院辦院方針

首頁(yè) > 科研進(jìn)展

研究揭示鍵能對(duì)催化活性的影響

2025-11-06 上海高等研究院

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語(yǔ)音播報(bào)

氨氣選擇性催化氧化（NH₃-SCO）技術(shù)，可將NH₃轉(zhuǎn)化為N₂，是控制NH₃排放的關(guān)鍵方法。其目標(biāo)是在低溫下實(shí)現(xiàn)高轉(zhuǎn)化率，并在高溫下保持高選擇性。目前，為推進(jìn)NH₃-SCO技術(shù)發(fā)展，亟需構(gòu)建高活性、高N₂選擇性和高穩(wěn)定性的催化劑。

近期，中國(guó)科學(xué)院上海高等研究院聯(lián)合英國(guó)倫敦大學(xué)學(xué)院、瑞士洛桑聯(lián)邦理工學(xué)院、英國(guó)劍橋大學(xué)，通過(guò)HERFD-XANES、VtC-XES、operando XAFS、NAP-NEXAFS等先進(jìn)的原位和準(zhǔn)原位X射線光譜技術(shù)，在NH₃-SCO領(lǐng)域取得了新認(rèn)識(shí)。

研究團(tuán)隊(duì)通過(guò)NaBH₄和H₂還原劑，制備了Co_BCu/Al₂O₃和Co_HCu/Al₂O₃兩種具有相同化學(xué)組成，但電子結(jié)構(gòu)不同的雙金屬催化劑。進(jìn)一步，團(tuán)隊(duì)綜合運(yùn)用HERFD-XANES、VtC-XES、operando XAFS、in-situ NAP-NEXAFS等X射線光譜技術(shù)，并結(jié)合其他表征手段，探討了雙金屬催化劑的電子結(jié)構(gòu)及其在NH₃-SCO反應(yīng)中的性能。

這一研究揭示了從Cu-O鍵長(zhǎng)的原子級(jí)結(jié)構(gòu)，到鍵強(qiáng)/躍遷能的電子結(jié)構(gòu)，再到氧化還原能力的材料性質(zhì)，進(jìn)而影響反應(yīng)活性與選擇性等催化性能的完整構(gòu)效關(guān)系鏈。同時(shí)，該研究開(kāi)發(fā)了高效的非貴金屬催化劑，并通過(guò)精準(zhǔn)調(diào)控局部配位環(huán)境來(lái)優(yōu)化電子結(jié)構(gòu)，從而定向增強(qiáng)所需性能，為理性設(shè)計(jì)高性能催化劑提供了科學(xué)基礎(chǔ)。

相關(guān)研究成果發(fā)表在《自然-通訊》（Nature Communications）上。

論文鏈接

HRTEM和小波變換揭示鍵長(zhǎng)差異

HERFD-XANES和VtC-XES揭示Cu-O鍵成鍵和反鍵軌道差異

氨氣選擇性催化氧化（NH3-SCO）技術(shù)，可將NH3轉(zhuǎn)化為N2，是控制NH3排放的關(guān)鍵方法。其目標(biāo)是在低溫下實(shí)現(xiàn)高轉(zhuǎn)化率，并在高溫下保持高選擇性。目前，為推進(jìn)NH3-SCO技術(shù)發(fā)展，亟需構(gòu)建高活性、高N2選擇性和高穩(wěn)定性的催化劑。近期，中國(guó)科學(xué)院上海高等研究院聯(lián)合英國(guó)倫敦大學(xué)學(xué)院、瑞士洛桑聯(lián)邦理工學(xué)院、英國(guó)劍橋大學(xué)，通過(guò)HERFD-XANES、VtC-XES、operando XAFS、NAP-NEXAFS等先進(jìn)的原位和準(zhǔn)原位X射線光譜技術(shù)，在NH3-SCO領(lǐng)域取得了新認(rèn)識(shí)。研究團(tuán)隊(duì)通過(guò)NaBH4和H2還原劑，制備了CoBCu/Al2O3和CoHCu/Al2O3兩種具有相同化學(xué)組成，但電子結(jié)構(gòu)不同的雙金屬催化劑。進(jìn)一步，團(tuán)隊(duì)綜合運(yùn)用HERFD-XANES、VtC-XES、operando XAFS、in-situ NAP-NEXAFS等X射線光譜技術(shù)，并結(jié)合其他表征手段，探討了雙金屬催化劑的電子結(jié)構(gòu)及其在NH3-SCO反應(yīng)中的性能。這一研究揭示了從Cu-O鍵長(zhǎng)的原子級(jí)結(jié)構(gòu)，到鍵強(qiáng)/躍遷能的電子結(jié)構(gòu)，再到氧化還原能力的材料性質(zhì)，進(jìn)而影響反應(yīng)活性與選擇性等催化性能的完整構(gòu)效關(guān)系鏈。同時(shí)，該研究開(kāi)發(fā)了高效的非貴金屬催化劑，并通過(guò)精準(zhǔn)調(diào)控局部配位環(huán)境來(lái)優(yōu)化電子結(jié)構(gòu)，從而定向增強(qiáng)所需性能，為理性設(shè)計(jì)高性能催化劑提供了科學(xué)基礎(chǔ)。相關(guān)研究成果發(fā)表在《自然-通訊》（Nature Communications）上。論文鏈接HRTEM和小波變換揭示鍵長(zhǎng)差異HERFD-XANES和VtC-XES揭示Cu-O鍵成鍵和反鍵軌道差異

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