加快打造原始创新策源地,加快突破关键核心技术,努力抢占科技制高点,为把我国建设成为世界科技强国作出新的更大的贡献。

——习近平总书记在致中国科学院建院70周年贺信中作出的“两加快一努力”重要指示要求

面向世界科技前沿、面向经济主战场、面向国家重大需求、面向人民生命健康,率先实现科学技术跨越发展,率先建成国家创新人才高地,率先建成国家高水平科技智库,率先建设国际一流科研机构。

——中国科学院办院方针

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上海高研院在分子筛多孔材料领域研发工作取得重要进展

发布时间:2021-01-12 【字体: 】【打印】 【关闭

  近年来,有机液体载体(LOHC)储氢技术具有储氢容量大,应用安全、高效环保,可实现远距离储存和运输等优点得到了广泛关注。但要开发一种高效可重复使用的单一催化剂以连续吸收和释放LOHC中的氢,仍然是一个巨大的挑战。

  针对此问题,中科院上海高等研究院孙予罕研究员和陈新庆研究员团队报道了一种新型的高效可重复使用的双金属Pd-Rh纳米粒子(NPs)多孔材料催化剂,见图1,利用其双金属纳米粒子的协同效应,有效促进了N-乙基咔唑(NEC)的加氢和十二氢-乙基咔唑(12H-NEC)的脱氢,成功可逆地进行了多次高储氢量的加氢和脱氢的循环。同时,多种原位表征证明其优异的活性归因于多孔材料载体表面的双金属Pd-Rh 纳米团簇结构。该工作得到了国家自然科学面上基金和中科院院青促会项目的资助。相关科研成果以“Reversible hydrogenation and dehydrogenation of N-ethylcarbazole over bimetallic Pd-Rh catalyst for hydrogen storage”题目,发表在《Chemical Engineering Journal》杂志(2021论文链接: https://doi.org/10.1016/j.cej.2020.127781)。

  

  图1. 双金属Pd-Rh多孔材料催化剂及其循环加氢脱氢性能

  此外,在分子筛材料合成的基础研究领域,针对合成过程中需要较长的时间才能得到高结晶度分子筛的问题,该研究团队与中科院应物所王谋华研究员合作,首次报道了伽马射线在分子筛合成领域的应用。实验结果和理论计算同时表明,通过伽马射线辐照产生的羟基自由基(OH*)可以加速NaANaYSilicate-1ZSM-5等分子筛的晶化过程,见图2,大大缩短分子筛的晶化时间。该工作得到了国家自然科学面上基金和中科院院青促会项目的资助。以“Gamma‐Ray Irradiation to Accelerate Crystallization of Mesoporous Zeolites”为题目发表在《Angewandte Chemie International Edition》(2020, 59, 11325–11329;论文链接:https://onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1002/ange.202002886)杂志,并被评为热点文章(Hot paper)。

  

  图2. 伽马射线辐照合成路线快速可控制备不同结构分子筛示意图