Nature Catalysis:浙大肖丰收/王亮团队的这个方法可以让催化剂保持在工业应用的最佳尺寸
第一作者：张建博士
通讯作者：王亮副研究员，肖丰收教授
第一单位：浙江大学
前言：
北京时间2018年7月10日凌晨，Nature Catalysis在线发表了浙江大学肖丰收/王亮教授团队在金属催化剂抗烧结方向的研究工作。在此，我们进行简单介绍，希望对大家有所帮助。
背景介绍：
负载型金属催化剂在工业上应用广泛，但是在高温反应条件下，催化剂易烧结和积碳。过去人们一般通过增强金属-载体间相互作用或者将贵金属纳米颗粒包覆在多孔氧化物(或者碳载体）壳层内而达到抗烧结的目的。但是人们对于载体的孔道结构一直无法实现很好地控制，很多活性位点被壳层所覆盖，在催化反应中无法发挥作用。另外一种途径是将金属纳米颗粒封装在分子筛等具有均匀孔道结构的材料内，但是一般情况下，这种封装过程需要用到有机模板剂，对于金属纳米颗粒的尺寸控制（<5 nm）相对困难。
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本文亮点：
本文提出了一种有效而且普适的晶种导向生长法，在不使用有机稳定剂的情况下，可以将Pt，Pd，Ru, Ag等贵金属纳米颗粒封装在分子筛内，实现600-700 oC高温下保持颗粒尺寸在0.8-3.6 nm不烧结。
实现策略：先将贵金属负载在分子筛上，然后以此为晶种在外面再长一圈分子筛，成功实现封装。
看起来好像蛮简单的，不过实现起来并不容易，肖丰收教授团队之所以能够成功得益于他们在无模板分子筛合成领域的长期积累。
图文解析：
图1. 分子筛晶体内外，贵金属纳米颗粒不同的高温烧结行为
当贵金属纳米颗粒很好地封装在分子筛晶体内时，可以实现抗烧结，在高温氧化还原条件下纳米颗粒维持小的尺寸；而采用传统的负载方法，将贵金属负载在分子筛表面时，贵金属纳米颗粒在高温下很容易烧结（图2）
图2. Pt@Beta和Pt/Beta的TEM图片
图3. Pt@Beta的STEM图片
从STEM图片可以看出，Pt@Beta可以分为两个区域，Region 1是晶种，Region 2是后面长上去的分子筛
采用这种晶种导向生长法制备得到的催化剂在水汽转化，CO氧化，甲烷活化等催化反应中均表现出很好的活性和催化稳定性。与传统催化剂相比，极具优越性。
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作者介绍：
肖丰收教授，1979-1983年，在吉林大学获得理学学士学位； 1983-1986年，在吉林大学获得理学硕士学位； 1986-1990年，获得理学博士学位(吉林大学、大连化物所以及日本北海道大学联合培养)。1992-1996年，吉林大学副教授； 1993-1994年，美国加州大学Davis分校博士后；1996-2009年，吉林大学教授； 2009-至今，浙江大学求是特聘教授
研究方向：沸石分子筛和纳米孔材料的合成、表征与催化性能研究。在该领域，发表论文SCI收录论文400余篇，包括发表在JACS上的10余篇，他引12000余次，当前H因子59，获授权专利40余项，在国际会议上做Plenary和Keynote报告20余次，包括两次美国Gorden Conference的报告。
获得奖励： 1992年获中国化学会青年化学奖； 1995年获国家教委霍英东优秀青年教师化学奖； 1997年入选国家教育部跨世纪人才计划； 1998年获得国家杰出青年基金； 1999年获得中国科协、中央组织部、团中央等部门颁发的中国青年科技奖； 2000年获得劳动人事部颁发的有突出贡献的中青年专家； 2008年获Thomson Scientific卓越研究奖； 2009年教育部自然科学二等奖；
学术兼职： 亚洲太平洋催化理事会(APCAT)秘书长；中国催化学会委员；中国分子筛学会委员；Catalysis Surveys from Asia 编委；催化学报编委；物理化学学报编委；I&EC Research副主编
王亮副研究员，2004-2008年在吉林大学获得理学学士学位。 2008-2013年在吉林大学获得理学博士学位，导师肖丰收教授；2013-2015年浙江大学博士后，合作导师肖丰收教授； 2015至今浙江大学副研究员。研究方向为能源催化，纳米催化。2016年获得国际催化大会青年科学家奖；2017年获得中国催化新秀奖；2018年获浙江省杰出青年基金资助。
备注：以上内容来自肖丰收老师课题组官网，更多内容请访问：
http://www.chem.zju.edu.cn/xiaofs/Index.html
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