由Bert Weckhuysen(烏得勒支大學(xué))和Sara Bals(安特衛(wèi)普大學(xué))領(lǐng)導(dǎo)的一個國際研究小組表明，清除一氧化碳的有前途的催化劑2如果對其預(yù)處理進(jìn)行修改，則變得明顯更具活性和選擇性?？茖W(xué)家們以無與倫比的精度可視化了這一概念背后的機制。研究結(jié)果于11月<>日發(fā)表在《科學(xué)》雜志上。Matteo Monai，Kellie Jenkinson和Angela Melcherts是第一作者。

清理二氧化碳或?qū)⑵滢D(zhuǎn)化為有用的東西正變得越來越普遍，例如在排放大量溫室氣體的能源和運輸部門。催化劑對于這種凈化過程進(jìn)行正確和快速是必要的。在一氧化碳的情況下2氫化，這是一種廣泛用于凈化一氧化碳的化學(xué)反應(yīng)2，使用鎳負(fù)載二氧化鈦催化劑。

在這項研究中，科學(xué)家們表明，催化劑的性能高度依賴于其制備的溫度。催化劑在CO過程中的選擇性和活性明顯更好2預(yù)處理溫度為600°C的加氫比在400°C下加氫。 更好的選擇性是理想的，因為催化劑提供的不需要的副產(chǎn)物更少?；钚缘奶岣邔?dǎo)致催化反應(yīng)的更快進(jìn)展。研究人員希望同樣的原理適用于含有氧化鈦以外的金屬氧化物的催化劑。

科學(xué)家團(tuán)隊使用先進(jìn)的電子顯微鏡使原理可見。他們以無與倫比的精度做到了這一點：在原子水平上。他們將一個特殊的納米反應(yīng)器插入顯微鏡，其中發(fā)生了催化過程，并且能夠準(zhǔn)確地看到催化劑發(fā)生了什么。

“在這個過程中，你會看到鈦原子像鎳一樣爬到鎳層上并再次脫落，”Bert Weckhuysen說。“在較高的預(yù)處理溫度下，一些鈦原子殘留在鎳上。在低溫下，鈦原子層完全消失了。

鎳和鈦等兩種化學(xué)元素相互作用并形成催化劑，是一個古老的概念，稱為強金屬載體相互作用(SMSI)。這項研究首次揭示了在這種相互作用過程中原子水平上發(fā)生的事情。鈦的滑動層以前從未見過。“新技術(shù)使我們能夠親眼觀察這一點，”Weckhuysen說。“此外，具有非常高的分辨率。我們可以計算鎳上的鈦原子。

參與這項研究的國際研究團(tuán)隊是極其跨學(xué)科的。根據(jù)Sara Bals的說法，這對于實現(xiàn)所獲得的結(jié)果至關(guān)重要。“我們使用的電子顯微鏡技術(shù)通常難以與納米反應(yīng)器的實驗相結(jié)合，”她說。“具有不同背景和各種先進(jìn)技術(shù)的研究人員各自布置了一個更大的難題的小塊。最終，這些部分結(jié)合在一起導(dǎo)致了完整的畫面。