本報(bào)訊（通訊員石瑛、鄧澆記者劉萬(wàn)生）記者1月12日從中科院大連化物所獲悉，該所催化基礎(chǔ)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室通過(guò)創(chuàng)新二維納米碳材料（類(lèi)石墨烯材料）的制備策略和合成方法，成功實(shí)現(xiàn)了均一的超薄石墨烯殼層（一般為1～3碳層）對(duì)3d過(guò)渡金屬納米粒子的包裹和封裝。相關(guān)成果日前在線發(fā)表于《德國(guó)應(yīng)用化學(xué)》雜志，并被選為“熱點(diǎn)文章”。
理論模擬和實(shí)驗(yàn)研究表明，在催化反應(yīng)過(guò)程中，活性金屬納米粒子催化劑在納米碳空腔中的封裝，阻斷了其與苛刻反應(yīng)環(huán)境（如酸性、堿性和強(qiáng)氧化性等）的直接接觸，有效延緩和阻止了催化劑的失活。同時(shí)，被包裹的納米金屬的活性價(jià)電子通過(guò)與類(lèi)石墨烯碳層的相互作用“穿透”到外表面，實(shí)現(xiàn)了高效催化反應(yīng)?；谶@一原理制備得到的石墨烯碳層封裝的納米鈷—鎳催化劑，應(yīng)用于強(qiáng)酸性條件下電解水制氫反應(yīng)，表現(xiàn)出優(yōu)異的催化活性和穩(wěn)定性。
類(lèi)石墨烯碳層保護(hù)活性金屬納米粒子和“穿透”電子催化的概念，由該所副研究員鄧德會(huì)和包信和院士領(lǐng)導(dǎo)的團(tuán)隊(duì)，在研究碳納米管封裝的納米鐵替代傳統(tǒng)的貴金屬鉑作為燃料電池催化劑時(shí)首次提出。相關(guān)原理獲得國(guó)際同行認(rèn)可，并被形象地描述為催化劑“穿鎧甲”。