Advanced Materials：多孔炭球納米反應器用于可持續(xù)能源應用
近日，中國科學院大連化學物理研究所催化基礎國家重點實驗室研究員劉健團隊發(fā)表了題為《炭球的納米定制及其作為納米反應器在可持續(xù)能源中的應用》（Nanoengineering Carbon Spheres as Nanoreactors for Sustainable Energy Applications）的綜述文章。
膠體炭球納米反應器引起了人們的廣泛關(guān)注，主要是因其具備下列優(yōu)異性質(zhì)：1、表面積大，表面功能可控；2、優(yōu)越的導電率可提供電子通道；3、可調(diào)孔隙度和顆粒便于質(zhì)量運輸?shù)某叽纾?、長期穩(wěn)定性便于操作。該團隊以納米反應器為線索，系統(tǒng)地總結(jié)了最新的研究成果，重點介紹了炭球的納米定制及納米反應器構(gòu)筑，并詳細總結(jié)了炭球基微/納米反應器在能源儲存、電化學轉(zhuǎn)化和催化中的應用，并提出該領(lǐng)域目前存在的挑戰(zhàn)和未來發(fā)展前景。
大連化物所研究員楊啟華、中科院院士李燦團隊在國際上較早提出納米反應器概念，并在納米反應器構(gòu)筑方面已經(jīng)取得一系列進展。然而，學術(shù)界目前對納米反應器材料結(jié)構(gòu)表征、反應器設計、催化微觀作用機制及納米反應器中擴散、傳遞模型等方面的認識仍然不足。針對上述關(guān)鍵科學問題，劉健帶領(lǐng)研究團隊成功構(gòu)建了一系列蛋黃-蛋殼納米結(jié)構(gòu)的亞微米反應器，此系列微/納反應器在硝基芳烴催化氫化、苯乙炔加氫、乙酰丙酸加氫、甲烷干重整、電催化等反應中都表現(xiàn)出特異性能，并發(fā)現(xiàn)空間限域效應顯著提升活性、選擇性、穩(wěn)定性（Adv. Funct. Mater.，2018；Adv. Sci.，2019）；與楊啟華合作，發(fā)現(xiàn)微納反應器中存在空間微環(huán)境調(diào)控，可調(diào)控納米反應器中的催化反應過程（Angew. Chem. Int. Ed.，2019；Chem. Eng. J.，2019）；揭示了納米反應器中串聯(lián)催化反應在空間和時間的耦合問題（NPG Asia Mater.，2016；Angew. Chem. Int. Ed.，2017）。
上述工作得到中科院潔凈能源創(chuàng)新研究院合作基金、興遼英才計劃等的資助，并于近日發(fā)表于《先進材料》（Advanced Materials）。
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