Rh催化剂可有效的处理汽车尾气!

KAIST的研究小组已开发出一种完全分散的Rh整体催化剂(ENS),其性能要优于商用柴油氧化催化剂(DOC)。这种新开发的ENS可改善低温汽车尾气处理。

贵金属已经用于各种非均相反应,但是由于其高成本,使催化剂的效率最大化至关重要。单原子催化剂(SAC)已引起广泛关注,因为所有金属原子都可以用于反应,但对于需要整体位点的反应,它们没有表现出催化活性。

同时,碳氢化合物,例如丙烯(C3H6)和丙烷(C3H8)是典型的汽车废气污染物,必须将其转化为二氧化碳(CO2)和水(H2O)才能释放为废气。

由于碳氢化合物氧化反应仅在碳-碳(CC)或碳-氢(CH)键裂解过程中进行,因此必须确保催化反应的金属集合位。因此,非常需要具有高分散和整体位点的贵金属催化剂。

为了解决这个问题,化学与生物分子工程学系的李贤jo教授和POSTECH的郑宇汉教授开发了一种具有100%分散性的Rh整体催化剂,并将其应用于汽车后处理。

具有100%的分散度意味着每个金属原子都被用于反应,因为它暴露在表面上。SAC也具有100%的色散,但区别在于ENS具有具有两个或多个原子的整体位点的独特优势。

图1.用于汽车尾气处理的Rh整体催化剂的概念。图片来源:韩国科学技术高等研究院(KAIST)

实验的结果表明,ENS在低温下对CO,NO,丙烯和丙烷氧化均具有出色的催化性能。这弥补了纳米粒子催化剂(NPs)的缺点,由于金属分散度低或没有烃氧化的SAC,在低温下催化性能差。

特别地,ENS具有甚至优于商业DOC的优异的低温活性,因此期望将它们应用于汽车排气处理。

图2.单原子催化剂和整体催化剂的结构和性能比较。图片来源:韩国科学技术高等研究院(KAIST)

李教授说:“我相信,ENS提出了新的金属催化剂概念,与传统的SAC和NP有所不同,在学术上做出了学术贡献。同时,它们在废气处理催化剂行业中具有重要的价值。”

这项研究由博士 候选人Hojin Jeong,于7月5日发表在《美国化学学会杂志》上。

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