近日，中科院大連化物所孫劍團隊發現一種可替代貴金屬金或銀的銅催化劑，在催化加氫反應中表現出與傳統銅催化劑完全不同，而與金或銀接近的性能。相關成果已在《科學—進展》上發表。
金、銀等貴金屬有較高的催化活性，同時具有耐高溫、抗氧化、耐腐蝕等綜合優良特性。但因其價格昂貴，限制了實際的應用。非貴金屬銅更易獲得且價格便宜，但銅在催化反應中更易被氧化，因此銅催化劑化學性質並不穩定。
為提高銅催化劑的穩定性，研究團隊通過“高能等離子體流轟擊”的方法，改變銅的外圍電子結構，使銅表現出貴金屬金和銀的特性，進而可以替代金、銀催化劑。
研究人員發現由高能轟擊產生的銅納米顆粒在反應過程中可被鎖定在金屬態，在相當寬的反應溫度範圍內，酯加氫反應都穩定在熱力學不利但附加值極高的初步加氫產物乙醇酸甲酯，其選擇性最高達87%，這與貴金屬金或銀的催化性能極其類似。該結果也顛覆了銅催化劑利於發生深度加氫反應而生成乙二醇和乙醇等醇類化合物的傳統認知。
理論計算同時表明，在只有零價金屬銅活性位存在的條件下，酯加氫可被控制在生成初加氫產物的階段，而避免像傳統銅催化劑一樣過度加氫。該研究為調節金屬加氫能力，設計貴金屬替代的催化劑提供了全新的策略。
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