科学家用五种金属制成合金 当作催化剂可有效将CO2转换成CO

科学家近日创造出一种不寻常的合金材料,它并非由 2 种,而是由 5 种不同的金属制成,并可以将其作为一种催化剂使用。这种新材料是二维的,能够有效地将二氧化碳转化为一氧化碳,并有可能帮助将温室气体转化为燃料。

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这种新合金属于过渡金属二氯化物(TMDCs)一类,是由过渡金属和氯化物的组合而成。目前极薄的 TMDCs 薄膜已经在一系列电子和光学设备中显示出了广阔前景,但是新研究的研究人员想知道它们是否也可以作为化学反应的催化剂来使用。

他们的想法是,由于反应发生在催化剂的表面,具有高表面积的材料将是更有效的催化剂。而作为只有几个原子厚的薄片,TMDCs 几乎只有表面积。该团队创建了计算机模型,对过渡金属和黄铜的所有可能组合进行分类,并确定哪些组合将成为最有效的催化剂。最终,他们确定了一种包含惊人的五种过渡金属–钼、钨、钒、铌和钽–以及作为黄铜的硫的组合。

该研究的作者 John Cavin 表示,在确定组合之后他们有犯难了。“我们可以合成有这么多成分的 TMDC 合金吗?而且它们会改善将二氧化碳还原成 CO 的情况吗?”

在挑选出最有希望的候选材料后,该团队随后将数据发送给伊利诺伊大学的合作者,以合成该合金。这不仅是成功的,而且在测试中,该材料在将二氧化碳转化为一氧化碳方面工作良好,其周转频率为每秒 58.3 次。这意味着它们可以用于将温室气体回收为可用的碳氢化合物燃料。该团队表示,这种新的合金,以及其他四种显示出一定前景的催化剂,可能有其他尚未被探索的用途。

该研究的主要作者 Rohan Mishra 说:“这些是新材料,它们以前从未被合成过。它们可能具有意想不到的特性”。

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