科学家研究出新技术，使金催化剂变得简单

2021-12-20

【科学家研究出新技术，使金催化剂变得简单】卡迪夫大学的科学家创造了一种新的简单方法来制备由贵金属制成的催化剂，并且表明金仍然是所有金属中最稳定，最有效的。

科学家研究出新技术，使金催化剂变得简单

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Graham Hutchings教授。图片来源：卡迪夫大学

金催化剂可取代有毒汞催化剂

催化是加快化学反应以使产品更便宜，更清洁，更安全和更可持续的过程。据估计，世界上85％的产品在生产的某个阶段都需要催化剂。
尽管众所周知，金是一种相对惰性的材料，但加的夫催化研究所的格雷厄姆·哈钦斯教授（Graham Hutchings）开创的研究表明，金实际上是特定反应中的高效催化剂。
一种这样的反应是氯乙烯单体（VCM）的生产-PVC的主要成分。
由于这项开拓性的工作，金催化剂现已由领先的化工公司庄信万丰（Johnson Matthey）商业化，目前正在中国上海的专用反应堆中生产。目前的估计表明，使用金催化剂每年可生产2000万吨的氯乙烯。
更重要的是，金催化剂已取代了以前用于该反应的有毒汞催化剂，该催化剂不仅对环境极为有害，而且被世界卫生组织列为对人类健康的威胁。
世界卫生组织最近批准的《水俣公约》规定，所有新建的VCM工厂必须使用无汞催化剂，在不久的将来，所有现有的工业工厂必须改用无汞催化剂。

新方法论证金仍然是最稳定、活性最高的催化剂

在今天发表在《自然化学》上的一项新研究中，研究小组开发了一种简单的新方法，该方法使用丙酮作为溶剂作为关键成分之一来制备金催化剂。
该方法导致在催化剂上产生单分散的金阳离子，因此金仅作为单个位点存在。使用先进的表征技术，与美国里海大学的Kiely教授合作，这些金单中心阳离子被证明是活性物种，并且在反应条件下也非常稳定
此外，该新方法可用于生产由其他贵金属制成的催化剂，包括铂、钯和钌，所有这些均已在VCM的生产中显示出希望，也可作为单中心催化剂制备。但是，与该特定反应的金相比，结果表明金仍然是最稳定和活性最高的催化剂。
Graham Hutchings教授评论研究结果时说：“长期以来，创建单中心催化剂一直是一项复杂的任务；但是，我们提出了一种更简单的方法来创建这些单中心催化剂，并且可用于创建许多其他催化剂。
“我们希望这项工作能够推动我们在开发用于VCM生产的催化剂方面的开拓性工作，从而消除对环境和人类健康均构成严重威胁的汞的使用。”

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