四川省金属学会-米乐app官网登录

  镀金的铜水晶簇。（罗伯特·马修·拉文斯基的参考图片，）。

  清华大学的一组化学家开发了一种纳米级结构，该结构结合了铜、金和银，可作为一种优异的催化剂在反应中发挥作用，如果碳捕获工作要成功帮助缓解全球变暖，其性能将是必不可少的。

  在发表在《纳米研究》杂志上中，开发背后的团队解释说，他们专注于一种称为电化学 co2 还原反应（eco2rr 或 ecr）的化学反应。它通过将二氧化碳的碳原子与氧原子分离，利用电力将气体转化为其他可用物质。

  在某些种类的 ecr 中，水还可以提供氢“供体”，由此碳原子与氢结合以产生各种碳氢化合物或醇。

  ecr 的关键是使用正确的催化剂或化学物质，其结构和电荷使其能够启动或加速化学反应。根据所需的最终产品，各种不同的金属已被用作催化剂。仅使用一种金属的催化剂包括用于生产甲酸的锡、用于生产一氧化碳的银以及用于生产甲烷、乙烯或乙醇的铜。

  然而，研究人员表示，当 ecr 与水的电化学分裂中的氢原子与其自身配对而不是与碳原子结合的趋势竞争时，该过程的性能可能会受到限制。这种竞争可能导致生产（或“选择”）一种不同于预期的化学最终产品。

  为了避免这个问题，科学家们已经开始研究包含两种不同金属的异质结构，这些金属的组合特性会产生与单独材料中的任何一种不同或更好的结果。

  到目前为止，已经为 ecr 测试的一些异质结构包括将银和钯以树枝状形式组合，以及两种金属以三明治状、管状、金字塔状和其他形状的各种其他组合。

  以前的研究已经成功地利用了包括铜在内的双金属异质结构，铜是一种非常擅长将二氧化碳转化为使用两个碳原子的产品的金属。在这些双金属异质结构中，一些包含银铜、锌铜和金铜，后者对甲烷、c2 和一氧化碳具有特别的选择性。

  该研究的合著者张志成在一份媒体声明中说：“我们认为，如果两种金属产生了良好的效果，那么三种金属可能会更好。”

  这个想法导致张和他的同事们构建了一种三金属纳米结构，它结合了金、银和铜，并且在形式上是不对称的。可以通过涉及多个步骤的生长方法来改变三种金属的形状和精确比例。具体来说，金“纳米金字塔”首先被合成并用作“种子”，用于随后生长涉及不同比例的三种金属的各种三金属结构。

  按照这种安排，研究人员发现，由于其异质结构设计的独特形式以及通过改变三种金属的比例，他们可以仔细调整对不同 c2 基产品的选择性。

  特别是，通过使用异质结构使乙醇的产量最大化，该异质结构的进料比包括金和银各一个原子与五个铜原子结合。

  在张和他的团队看来，这项工作为在 ecr 开发中开发其他三金属纳米材料制定了一个有前景的策略。