分子級超薄鈀奈米片材,產氫觸媒活性領先全球

 

刊登日期:2023/12/12
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名古屋大學的未來材料系統研究所開發出厚度僅分子等級之鈀(Pd)奈米片材(sheet)。鈀係做為觸媒廣泛使用的貴金屬,而既有鈀觸媒使用了尺寸數nm到數十nm不等的球狀奈米粒子。為了大幅提升觸媒活性、減少貴金屬用量,近年來厚度為分子等級的奈米片材受到業界關注,然而鈀奈米片的合成並非易事。

此次研發團隊開發出將2,4,6-trichlorophenyl formate(TCPF)做為一氧化碳(CO)來源的一鍋合成法(One-pot Approach)。新手法使用了一般玻璃樣品瓶,將TCPF與水、尿素等一起反應,且階段性產生微量的一氧化碳,進而實現高產收率之鈀奈米片的合成。以75℃的低溫加熱約1小時即可合成。

經穿透型電子顯微鏡分析結構後,可知製作出的奈米片為單相鈀,係厚度約1.8 nm、寬約50 nm的六角形單晶。此外,以新開發的一鍋合成法製作之奈米片在厚度與寬度皆呈現均一狀態,克服了既有技術難以合成出整齊均一片材的問題。

經性能測試也確認鈀奈米片與鈀箔相比展現出2倍以上的高活性,達到與產氫觸媒-白金薄膜相當之理想等級。另透過原子力顯微鏡(Atomic Force Microscope; AFM)確認奈米片表面的觸媒活性點評估,發現在鈀奈米片的邊緣部分呈現高產氫活性。此次的研發成果可望推動高性能觸媒奈米片材的開發,提供新型態觸媒設計概念以大幅減少貴金屬的使用。


資料來源: https://www.nagoya-u.ac.jp/researchinfo/result/2023/11/post-588.html
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