中國科學(xué)院金屬研究所沈陽材料科學(xué)國家研究中心研究員張炳森團隊與國內(nèi)外學(xué)者合作發(fā)現(xiàn)，在鎳基八面體間隙位點引入碳原子，并與6個鎳原子配位，可有效調(diào)控鎳的原子間距離和電子結(jié)構(gòu)，提高其在乙炔選擇性加氫反應(yīng)中的選擇性和穩(wěn)定性。相關(guān)研究成果近日發(fā)表于《自然-通訊》。
據(jù)了解，乙炔選擇性加氫反應(yīng)是石油化工生產(chǎn)過程必不可少的步驟。研究表明，貴金屬鈀相較于其他金屬在該反應(yīng)中能夠表現(xiàn)出較高的活性和選擇性，但是貴金屬鈀昂貴的價格極大提升了生產(chǎn)成本，因此廉價非貴金屬催化劑的研制一直是催化工業(yè)和科學(xué)研究的熱點。
張炳森團隊致力于乙炔選擇性加氫催化劑的結(jié)構(gòu)解析、設(shè)計及研制工作。基于在乙炔選擇性加氫催化劑的相關(guān)研究工作，團隊引入鋅原子對鎳的電子結(jié)構(gòu)和八面體間隙體積進行精確調(diào)控，實現(xiàn)乙炔在鎳基納米粒子表面自發(fā)吸附、解離并進入形成間隙碳化物Ni3ZnC0.7結(jié)構(gòu)，同時采用原位X射線衍射、原位同步輻射和透射電子顯微等研究手段，對催化劑結(jié)構(gòu)及其演變進行了表征。該工作為高效非貴金屬加氫催化劑的設(shè)計和制備提供了新思路。