中国科学家发现隐藏的原子结构解锁了甲烷

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资料来源：

中国科学院大连化学物理研究所

总结：

科学家发现，在甲烷转化过程中在氧化镍上形成的一个微小的原子结构比长期认为能推动反应的金属镍更有效。这一发现使得一种低镍催化剂可以与含有10倍多金属的催化剂相竞争，有可能为更便宜和更有效的工业催化剂打开大门。

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原地形Ni1O4Ni4活性结构的模型和图像。信贷：DICP

部分氧化甲烷(POM)被认为是生产合成气体的一种有前途的工业方法，这种混合物通常用于制造燃料和化学品。多年来，科学家一直认为金属镍(Ni)纳米粒子是驱动这种反应的主要活性中心。然而，有一个重要的未决问题。反应后观察到的金属Ni可能只是当氧化镍在高温下被合成气体还原而形成，而不是代表实际产生催化物的物种。

在POM所涉及的高温再氧化条件下，镍既能改变其氧化状态又能改变其原子安排。直到现在，这些变化一直难以详细追踪，因此很难确定造成反应的真正结构。

反应中隐藏的活性结构表单

研究者在最近发表于自然催化(Nature Catalysis)的研究中发现，当NiO表面在POM中重建时，高度活性的结构可以就地形成。结果揭示出催化活性的原子规模来源，并表明为什么在催化剂在现实反应条件下运行时必须观察催化剂。

（编译自 ScienceDaily；原文