2014-05-04 00:00
本报讯(记者 佘峥 通讯员 李静)厦大科学家参与研制出可在室温下更加有效和廉价去除一氧化碳的新型催化剂。
5月2日出版的美国《科学》杂志介绍了这项由厦大、中国科学院物理研究所、台湾同步辐射研究中心与加拿大达尔豪斯大学的6个课题组,历时三年完成的成果。
这种新型催化剂核心是铂-贱金属氢氧化物复合纳米颗粒,通俗地说,它是“贵贱金属”合体——用很贵的铂金和便宜的铁镍氢氧化物做的,颗粒尺寸非常小,不足5纳米。1纳米相当于人类1根头发丝直径的六万分之一。
这个肉眼根本看不到的小东西却能在清除空气中的有毒气体中,发挥大作用。研究主要负责人、厦大化学化工学院郑南峰教授举例说,现在的防毒面具防一氧化碳的国家标准是45分钟,因为它里头的催化剂怕水汽——如果时间过长,人体呼出和呼入的水汽会使催化剂失效。但是,新型催化剂对水汽不仅“免疫”,而且还能在水汽中“活得”更好,发挥更好的去除一氧化碳的作用。
更让人兴奋的是,这种新型的催化剂还有望用于去除甲醛等有害气体,届时,只要在空气净化器的过滤网中引入它,利用空气就可以有效去除甲醛。
一氧化碳是室内外空气的污染物之一,汽车尾气、煤气、吸烟等都会产生一氧化碳,一氧化碳的浓度过高,人在这种环境下待得时间较长,就会出现晕眩、头痛、怠倦的现象,甚至导致急性或者慢性中毒甚至有死亡的威胁。
【解密】
净化空气成本将便宜不少
研究主要负责人、厦大化学化工学院37岁的教授郑南峰说,从学术上说,这项研究的贡献是:通过模型纳米催化剂的构建,揭示了这一“贵贱金属”合体的界面促进一氧化碳氧化的原理,使催化剂能轻而易举地氧化一氧化碳,使之变成无害的二氧化碳,同时保持催化活性,让催化反应持续不断地循环进行。
较传统的催化剂,这种新型催化剂有着明显的优越性——它们的催化活性位点遍及整个小尺寸纳米颗粒的表面,而且贵金属铂的利用率可通过纳米颗粒的凹凸不平表面得以大幅提高,降低了催化剂成本。郑南峰说,这好比放在地上的一颗球,过去只有接触地面的那一部分可以发挥作用。但是,现在,整个球的表面甚至变得凹凸不平后的三维表面也可以被利用,因此,它也被认为是一种有望提供比较廉价的空气净化材料的方法。
不过,郑南峰也表示,实验室所取得的基础研究成果,到变成产品,还需要假以时日。