結合了鎳的催化劑鈀-廉價又高效！

來自阿貢和加州大學聖芭芭拉分校的研究人員已經確定了另一種元素，它可以幫助活化鈀，同時減少發生反應所需的貴金屬的量。

為工業過程製造化學品通常要求科學家使用催化劑 - 一種加速化學反應的物質，它可以減少製造不同產品所需的能量。

科學家們長期以來一直認為鈀是一種與鉑緊密相關的貴金屬，因為它具有高活性，因此是一種明星催化劑。但是，由於鈀的價格非常昂貴，科學家一直在尋找另一種金屬來替代大部分的鈀參與到某些催化劑當中的方法。

在美國能源部（DOE）阿貢國家實驗室和加州大學聖巴巴拉分校的一項新研究中，科學家們已經發現了另一種有助於活化鈀的元素，同時減少了發生反應所需的貴金屬量。

由阿爾貢化學家Max Delferro和他的同事Bruce Lipshutz（加利福尼亞大學聖巴巴拉分校化學教授）領導的一個研究小組通過在形成鐵納米顆粒過程中結合少量的鈀和鎳，設計了一種廉價且高效的系統，將硝基 - 芳基基團轉化為胺，這是一個在農業化學和製藥工業中非常重要的化學基團。

Delferro說：「雖然這種還原途徑眾所周知，過去也有不同的方法來解決這個問題，但最大的問題之一是催化劑的專一性不好。鈀是一種專一性非常好的金屬，但我們需要少量使用以保持高專一性和高活性。」

為了「儘可能地拉伸鈀」，Delferro和Lipshutz將鈀納米粒子分散在鐵納米粒子上，通過這種方式來最大化暴露鈀原子的活性位點，促進鈀原子與硝基 - 芳基發生反應。

如果沒有鎳，這些小的鈀團簇會傾向於聚集在一起，失去可用的表面積，並因此導致活性部位面積減少。 但是，鎳會阻止貴金屬鈀簇相互鍵合，從而保持高度分散。

你可以把它想像成一個沙箱中的磁鐵，「Delferro說，」當沙箱空了，如果你搖晃沙箱，磁鐵會趨於一起。 但是如果沙箱中有沙子，磁鐵將會卡住，不能相互移動。

為了實際觀察排列，Delferro和他的團隊使用了美國能源部科學用戶設施辦公室的阿貢高級光子源。 在他們的實驗中，阿貢研究人員在實際反應條件下監測催化劑，並觀察到了不含鎳的催化劑形式的鈀聚集在一起。

在含有鎳的催化劑形式中，這些聚集的相互作用沒有發生，並且鈀保持分散。

該研究的結果來自於啟動該項目的諾華公司、 合成催化劑的加州大學聖塔芭芭拉分校;、在APS上表現了它的特點的阿貢之間的合作。 這些結果在12月8日發表在綠色化學雜誌上，題為「摻雜有ppm水平的（Pd Ni）的鐵納米顆粒的協同效應，一種用於可持續硝基還原的新型催化劑。」

原文來自phys，原文題目:Nickel in the X-ray limelight，由材料科技在線團隊翻譯整理

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