北京理工大學預測新型雙金屬納米功能材料
2015年10月22日 13:38 3576次瀏覽 來源： 中國有色網(wǎng) 分類： 新材料前沿
在新能源和環(huán)保技術領域，一直困擾著科學家們的一個關鍵問題是如何尋找和設計高效、廉價且環(huán)境友好的催化劑材料。近日，北京理工大學物理學院姚裕貴研究團隊成員郭偉博士和美國特拉華大學教授Dionisios G. Vlachos合作，在多尺度能源材料設計領域取得了重要進展。相關成果日前發(fā)表在《自然—通訊》上。
據(jù)了解，他們通過密度泛函理論結合動力學模特卡羅的多尺度計算模擬，預測了一種新型的雙金屬納米功能材料：通過對一種金屬納米顆粒表面用另外一種金屬作亞單層“缺陷”的修飾，能夠提高2～3個數(shù)量級的催化活性。
其研究表明，通過對鉑納米顆粒表面進行鎳原子亞單層修飾，能成功實現(xiàn)多功能催化：覆蓋在鉑納米顆粒上的亞單層鎳原子能有效分解氨氣，同時解離的氮原子擴散到鎳臺階邊緣進而脫附，釋放出無毒害的氮氣。而氫氣很容易從表面脫附，從而實現(xiàn)了無碳的氫氣釋放。這種亞單層的“缺陷”表面不但相對于完美的無缺陷表面有兩到三個數(shù)量級的性能提高，也具有更易于實驗合成的優(yōu)點。該發(fā)現(xiàn)為材料設計開辟了新的可能性，即科學家可以通過調(diào)控復合材料表面的形貌和成分，從而利用材料的不可避免的不完美性以及不同組分的協(xié)同效應來完成各種復雜的反應。
責任編輯：于璐
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