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:
●  乳胶手套为什么防不住有机溶剂,乳胶手套特性是什么
元素百科为您介绍乳胶手套为什么防不住有机溶剂,乳胶手套特性都有哪些。想要了解乳胶手套为什么防不住有机溶剂,首先要对这两者的特性有清楚的认识,知道它们实现的原理才行。下面就先来了解一下这两个不同物质的特性。 乳胶手套和有机溶剂的特性乳胶手套的主要成分是天然乳胶,天然乳胶含橡胶27%~41.3%、水44%~70%、蛋白质0.2%~4.5%、天然树脂2%~5%、糖类0.36%~4.2%、灰分0......
●  有机化工春意盎然 年后BPA涨出新高度
元素百科为您介绍有机化工春意盎然,年后BPA涨出新高度。春节假期归来,有机化工产品市场一片春意盎然,多数产品喜迎 “开门红”,作为重要有机化工原料之一的BPA也在此轮涨势中涨出了新高度。 上游纯苯、酚酮联袂领涨,BPA强势跟涨春节过后,除去BPA价格上涨外,上游产品纯苯、酚酮也纷纷“飘红”,其中作为主BPA主要原料苯酚涨幅最大,短短一周时间,国内苯酚厂家接连三次调涨,累计幅度1200-1......
●  《控制泄漏报》俄造出超强化学武器中和制剂
元素百科为您介绍俄造出超强化学武器中和制剂。据俄罗斯《控制泄漏报》报道,莫斯科国立大学的化学家们制造了一种纳米粒子,能把VX神经毒素以及与其相似的农药等超强化学武器中和掉。 化学武器中和制剂原理据了解,这种新制剂可以通过简单混合高纯度酵素和安全的生物性能相容聚合物的水溶液获得,它们依靠静电相互作用构成综合体。纳米粒子能够把酵素输送给机体,而酵素能破坏磷等有机化合物。通过混合蛋白质和聚合物......

您确定要从购物车中移除吗???