发布时间：2022-10-10
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对金属催化剂的价态和氧化还原特性进行合理调控，是进一步提高其催化性能的有效策略。
近日，山东省硅单晶单导体材料与技术重点实验室（筹）、化学化工学院耿龙龙副教授等发挥山东省青创团队学科交叉优势，与瑞典UmeåUniversity胡广志研究员和Thomas Wågberg教授合作，采用吸附辅助沉积策略，开发了一种碳纤维负载铜氧化物催化剂，并系统研究了其催化加氢特性。相关研究成果以“Valence-mixed CuOx-nanoparticles anchored biomass-based carbon nanofiber for boosting toxic nitroarenes reduction: Synthesis, kinetics, and mechanisms”为题发表在国际期刊《Journal of Environmental Chemical Engineering》（IF：7.968，中科院二区）。
研究结果表明，最优的CuOx/CF-3在催化还原硝基苯酚反应中表现出优异的活性。在温和的条件下（25℃和常压），完全转化只需要1分钟。动力学和循环实验表明，催化剂的表观速率常数（k）达到112.7×10˗3s˗1，且在13次循环利用中保持高转化率。系列表征表明，多孔结构、丰富的缺陷位点和独特的氧化还原特性可协同改善催化剂对底物的吸附和扩散以及反应物之间的电荷转移，是催化剂表现出优异性能的原因。这项工作为设计性能高效的非贵金属催化剂提供了一种简便和可推广的方法。
本研究得到国家自然科学基金、山东省青年科技创新团队、山东省自然科学基金等经费资助。德州学院为第一完成单位，耿龙龙副教授为论文第一作者，王晓丽博士、刘中敏博士，张永正博士和张大帅副教授为共同作者，张秀玲教授和胡广志研究员为论文通讯作者。
山东省先进材料与绿色催化交叉创新团队以先进材料开发为主线，发挥学科交叉优势开展纳米材料制备、表界面调控、催化特性研究、工业放大实验等研究。通过理性设计催化剂的结构并在此基础上开展表界面调控，最终实现催化活性、选择性和稳定性的提升。
文章链接：https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S2213343722015627
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