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日本开发出可低温高效氧化硫化合物的环保催化剂
编辑:南通濠泰化工产品有限公司   时间:2020-04-18

东京工业大学与元素战略研究中心和前沿材料研究所等组成的研发小组发现,钌酸钡(BaRuO3)菱形晶体钙钛矿催化剂仅以氧分子(O2)为氧源,就能从硫化物中合成有用的亚砜和砜-环保催化剂。

仅以氧分子为氧化剂的选择性氧化反应属于高难度反应之一,新型固体催化剂的设计和开发备受期待。原教授等人通过实验和理论计算研究了反应机理,发现桥接BaRuO3催化剂中2个相邻钌原子的氧原子(面共享氧八面体结构)有助于氧化反应,在温和的条件下也会表现出高催化性能。这项研究成果表明,利用复合氧化物中反应性较高的特异性氧原子有助于开发高效率的氧化反应。

研究成果已于2018年7月9日在美国科学杂志“ACS Applied Materials & Interfaces”的在线速报版公开。

                                                          <研究成果>

东京工业大学的原教授等人发现,通过采用苹果酸的溶胶-凝胶法获得的菱形晶体结构钙钛矿氧化物(BaRuO3)纳米粒子,与以往的固体催化剂和其他钌氧化物催化剂不同,可作为在极其温和的条件下促进硫化物发生氧化反应的固体催化剂使用由于是固体催化剂,通过对反应后的催化剂进行过滤能轻松分离回收,可以在活性和选择性不变的情况下再利用。

根据采用X射线衍射的结构解析发现,BaRuO3具备通过3个氧原子桥接相邻钌原子的面共享氧八面体结构(图1左下)。而其他钌氧化物(SrRuO3、CaRuO3、RuO2)仅具备通过1个氧原子桥接相邻钌原子的顶点共享氧八面体结构(图1右下)。另外,利用溶胶-凝胶法合成的BaRuO3与以往的合成法相比,比表面积更大,采用扫描型电子显微镜对BaRuO3进行观察也发现,BaRuO3是20--50 nm左右的纳米粒子的集合体。


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