化工资讯
当前位置:元素商城  >  化工资讯网  >   化工热点资讯   >  《自然—催化》科学家发现媲美自然光合作用的单核锰催化剂
《自然—催化》科学家发现媲美自然光合作用的单核锰催化剂
2018-10-22 09:52:43来源:元素商城

元素百科为您介绍科学家发现媲美自然光合作用的单核锰催化剂。将清洁的太阳能转化为可储存、可运输的燃料,是当今科学界“圣杯”式的难题。科学家曾提出“液态阳光”(即“太阳燃料”)的构想,以应对未来化石燃料枯竭的能源需求和气候变化。10月16日《自然—催化》发表的一篇论文显示,中科院大连化学物理所研究员、中科院院士李灿团队发现了一种可与自然光合作用催化剂活性相媲美的单核锰催化剂,为实现“液态阳光”构想迈出关键一步。

 《自然—催化》科学家发现媲美自然光合作用的单核锰催化剂.jpg

光合作用中,植物利用太阳能将水裂解释放氧气、为生物合成提供电子和质子,并进行光合反应,这是人类梦寐以求的能源转化过程。不久前,《焦耳》杂志发表了中国科学院院长、中科院院士白春礼等作者的文章,提出“液态阳光”的倡议,指出实现液态阳光关键在于将太阳能转化为稳定、可储存、高能量的化学燃料,这应该引起科学界重视。其中,水氧化是自然光合作用和人工光合成的原初反应,实现“液态阳光”的关键在于开发高效稳定的水氧化催化剂。 

李灿告诉记者,自然光合作用水氧化反应的催化剂是一个多核锰的化合物,由四个锰离子和一个钙离子及多个氧原子组成,催化活性为每秒钟发生化学反应次数(TOF)为100至400次之间。 

长期以来,科学家沿着这一思路寻找模拟自然光合作用的多核锰催化剂。李灿团队也不例外。“一开始,我们并没有预测到单核锰催化剂会具有如此高的催化活性。”李灿坦言。 

研究人员将含锰的氧化物纳米颗粒固定在作为基体的氮化石墨烯上,在基体上逐步分散纳米颗粒,并测量其在不同分散程度下的催化活性。他们意外地发现,纳米颗粒尺寸越小,水氧化活性越高。 

“按照这个思路,我们继续分散纳米颗粒,直至到单核尺度,其水氧化活性突跃上升到每秒钟发生化学反应200次以上。”李灿指出。这是目前报道的多相催化剂水氧化最高的活性,也达到了自然光合作用水氧化多核锰催化剂的水平。 

李灿同时表示:“这是我们在长达18年里围绕人工光合成关键科学问题的攻关取得的阶段性成果。”自2001年起,他带领的科研团队致力于人工光合成太阳燃料研究,在太阳能光催化、光电催化和电催化分解水制氢,以及二氧化碳加氢制甲醇等方面取得了进展,研发了系列具有自主知识产权的相关专利技术。今年7月,该团队在兰州新区成功启动千吨级液态太阳燃料生产示范工程,标志着我国真正意义上开始了大规模液态太阳燃料生产过程的实践。 

李灿说,未来,此次发现的单核锰催化剂有望在该示范工程中应用。

您可能感兴趣的中国化工网栏目: 化学试剂化学元素化学元素周期表CAS查询
元素商城微信公众号
「一个有逼格的公众号」
相关标签: 催化剂化工中间体  
相关专题: 催化剂
相关阅读:
●  聚丙烯酰胺是什么,怎么溶解
化学词典告诉你聚丙烯酰胺是什么以及怎么溶解。聚丙烯酰胺型絮凝剂,是高分子有机化合物,分子量多数都在几百万以上,有些甚至接近2000万。所以它们的溶解方法与无机的小分子铁盐、铝盐混凝剂有很大区别。 聚丙烯酰胺是什么聚丙烯酰胺是由丙烯酰胺(AM)单体经自由基引发聚合而成的水溶性线性高分子聚合物,具有良好的絮凝性,可以降低液体之间的摩擦阻力,按离子特性分可分为非离子、阴离子、阳离子和两性型四种......
●  二乙基锌的合成方法及用途
化学词典告诉你二乙基锌的合成方法及用途,二乙基锌的英文名称为Diethylzinc,CAS号:557-20-0,分子式:C4H10Zn,分子量:123.5312。常用于有机合成的金属有机试剂和催化剂。有毒的透明液体,具有不愉快的气味。溶于大多数有机溶剂,但与水或质子酸性溶液发生剧烈反应。 二乙基锌的合成方法碘乙烷作用于锌或锌钠合金、铜锌合金:Zn/Cu + C2H5I → C2H5ZnI......
●  液氮是什么,具有什么功能
化学词典告诉你液氮是什么,具有什么功能。提到液氮,也许你还不清楚它究竟是什么东西,不过没关系。大家一定记得在观看演出表演时,会有滚滚烟雾出现,相信你们一定很好奇这个特效是如何呈现的,其实这一些都要归功于神奇的化学物质液氮。下面小编就来为大家讲解一下关于液氮的相关知识。 液氮是什么 液氮简单来说是一种液态的氮气。属于惰性的气体,无色,无臭,无腐蚀性,不可燃,温度极低。氮构成了大气的......

您确定要从购物车中移除吗???