合肥物質(zhì)科學(xué)院研發(fā)銅納米顆粒/石墨烯核殼結(jié)構(gòu)材料催化劑

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合肥物質(zhì)科學(xué)院研發(fā)銅納米顆粒/石墨烯核殼結(jié)構(gòu)材料催化劑

中國科學(xué)院合肥物質(zhì)科學(xué)研究院與北京理工大學(xué)合作，在核殼結(jié)構(gòu)的納米材料研究方面取得新進(jìn)展，研制出構(gòu)筑尺寸均一的石墨烯包覆銅納米顆粒核殼結(jié)構(gòu)的復(fù)合材料，其催化效率大幅提高，是金納米顆粒的14倍。

采用單層的膠體晶體為模板，通過磁控濺射沉積一層一定厚度的銅膜，在還原性和保護(hù)性氣氛下高溫退火，成功得到平方厘米級、顆粒尺寸均一的銅納米顆粒的有序陣列。利用銅納米顆粒的還原性和氧化石墨烯的氧化性，采用一步法在銅納米顆粒表面制備2 nm～3 nm厚度的石墨烯層。上述材料在對4-硝基苯酚到4-氨基苯酚的還原過程中，具有高催化活性和穩(wěn)定性，該材料在催化過程中可重復(fù)利用。更重要的是，這種石墨烯包覆銅納米顆粒核殼結(jié)構(gòu)復(fù)合材料的催化效率比貴金屬納米顆粒提高很多，是現(xiàn)有文獻(xiàn)報道的金納米顆粒催化效率的14倍。上述優(yōu)異的催化性能主要是由于石墨烯具有豐富的π-π鍵能與4-硝基苯酚發(fā)生共軛，有利于捕捉4-硝基苯酚分子；同時，石墨烯具有高電子遷移率，有利于加速反應(yīng)進(jìn)程。

（摘自石油化工2016年第7期）