為催化多個反應，科學家將催化劑造成雙層空心球形狀

來自荷蘭、中國、比利時、日本和美國的一個研究小組開發了一種作為串聯催化劑的雙層空心球。在他們發表在《自然材料》雜志上的論文中，該小組描述了這種球體及其在將氫氣和一氧化碳轉化為液體碳氫化合物中的用途。

正如研究人員所指出的，其他化學家已經利用沸石和金屬氧化物創造了串聯催化劑，即可以用來催化兩個或更多反應的單一催化劑，但他們的結構通常是隨機的，而這也限制了他們的用途。在這項新的研究中，研究人員創造了一種具有穩定結構的串聯催化劑。

雙層空心球通過從一個含有金屬離子的球狀碳結構開始創建--它作為最終球體的內層。研究人員隨后用沸石納米晶體覆蓋球體，然后通過涂抹一層鈣化物完成創建。他們指出，鈣化層的厚度可以修改，允許不同類型的反應。所產生的雙殼球體隨后可被用作串聯催化劑。

作為例子，他們通過使用這種球體將合成氣（與氫氣混合的一氧化碳）轉化為蠟狀碳氫化合物，然后將碳氫化合物轉化為了液體燃料。

雙殼方法之所以有效，是因為它允許球體的一層與一種化學品相互作用，而另一層則與另一種化學品相互作用。它在某些方面類似于緩釋藥物：隨著胃中的酸溶解膠囊的每一層，更多或不同的藥物被逐漸釋放。

研究人員指出，創造催化劑的過程是可調整的。任何一層或兩層的厚度都可以調整，以適應個別反應的需要。

該研究論文題為"Tandem catalysis with double-shelled hollow spheres"，已發表在《自然材料》期刊上。

前瞻經濟學人APP資訊組

論文原文：https://www.nature.com/articles/s41563-021-01183-0

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