Rh催化剂可有效的处理汽车尾气!

KAIST的研究小组已开发出一种完全分散的Rh整体催化剂(ENS) , 其性能要优于商用柴油氧化催化剂(DOC) 。这种新开发的ENS可改善低温汽车尾气处理 。
贵金属已经用于各种非均相反应 , 但是由于其高成本 , 使催化剂的效率最大化至关重要 。单原子催化剂(SAC)已引起广泛关注 , 因为所有金属原子都可以用于反应 , 但对于需要整体位点的反应 , 它们没有表现出催化活性 。
同时 , 碳氢化合物 , 例如丙烯(C3H6)和丙烷(C3H8)是典型的汽车废气污染物 , 必须将其转化为二氧化碳(CO2)和水(H2O)才能释放为废气 。
【Rh催化剂可有效的处理汽车尾气!】由于碳氢化合物氧化反应仅在碳-碳(CC)或碳-氢(CH)键裂解过程中进行 , 因此必须确保催化反应的金属集合位 。因此 , 非常需要具有高分散和整体位点的贵金属催化剂 。
为了解决这个问题 , 化学与生物分子工程学系的李贤jo教授和POSTECH的郑宇汉教授开发了一种具有100%分散性的Rh整体催化剂 , 并将其应用于汽车后处理 。
具有100%的分散度意味着每个金属原子都被用于反应 , 因为它暴露在表面上 。SAC也具有100%的色散 , 但区别在于ENS具有具有两个或多个原子的整体位点的独特优势 。
Rh催化剂可有效的处理汽车尾气!

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图1.用于汽车尾气处理的Rh整体催化剂的概念 。图片来源:韩国科学技术高等研究院(KAIST)
实验的结果表明 , ENS在低温下对CO , NO , 丙烯和丙烷氧化均具有出色的催化性能 。这弥补了纳米粒子催化剂(NPs)的缺点 , 由于金属分散度低或没有烃氧化的SAC , 在低温下催化性能差 。
特别地 , ENS具有甚至优于商业DOC的优异的低温活性 , 因此期望将它们应用于汽车排气处理 。
Rh催化剂可有效的处理汽车尾气!

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图2.单原子催化剂和整体催化剂的结构和性能比较 。图片来源:韩国科学技术高等研究院(KAIST)
李教授说:“我相信 , ENS提出了新的金属催化剂概念 , 与传统的SAC和NP有所不同 , 在学术上做出了学术贡献 。同时 , 它们在废气处理催化剂行业中具有重要的价值 。”
这项研究由博士 候选人Hojin Jeong , 于7月5日发表在《美国化学学会杂志》上 。

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