最新一期的《美國(guó)化學(xué)會(huì)志》雜志上發(fā)表了北京大學(xué)工學(xué)院材料科學(xué)與工程系教授侯仰龍和同事的一項(xiàng)研究成果。
侯仰龍告訴《中國(guó)科學(xué)報(bào)》記者：“我們合成出的磁性碳化鐵納米材料用在費(fèi)托合成催化上效果非常好，這類材料在催化上的作用值得繼續(xù)關(guān)注�！�
費(fèi)托合成是一種將合成氣轉(zhuǎn)化為液體碳?xì)淙剂系墓に囘^(guò)程。
近日，在以“磁性納米材料及其交叉學(xué)科的關(guān)鍵科學(xué)問(wèn)題”為議題的香山科學(xué)會(huì)議第434次學(xué)術(shù)討論會(huì)上，與會(huì)專家一致認(rèn)為，催化將是磁性納米材料的潛在應(yīng)用。
活性高、易分離是目標(biāo)
“實(shí)現(xiàn)催化過(guò)程調(diào)控的催化化學(xué)，是化學(xué)領(lǐng)域的‘圣杯’�！睍�(huì)議執(zhí)行主席、中科院院士包信和介紹，催化過(guò)程的核心和關(guān)鍵是對(duì)化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行選擇和調(diào)控。
近年來(lái)，納米層次上對(duì)材料特性的研究結(jié)果顯示，當(dāng)粒子尺寸減小時(shí)，催化劑表面會(huì)產(chǎn)生更多的活化中心，據(jù)此可以調(diào)變體系的催化反應(yīng)性能。因此，納米材料的催化性能一直是納米材料領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)和難點(diǎn)。
同時(shí)，在化學(xué)工業(yè)領(lǐng)域，提高催化劑分離、回收和再生技術(shù)能大幅度節(jié)約成本，實(shí)現(xiàn)綠色生產(chǎn)技術(shù)。此次香山會(huì)議上，專家表示，現(xiàn)有條件下，催化劑特別是含有貴金屬的催化劑往往難以分離，易導(dǎo)致浪費(fèi)和環(huán)境污染。
作為催化劑用戶，中國(guó)石化石油化工科學(xué)研究院研究員楊克勇對(duì)《中國(guó)科學(xué)報(bào)》記者表示，他們希望催化劑性能高、便宜、好回收�！霸趯�(shí)際生產(chǎn)中，我們發(fā)現(xiàn)，催化劑只要一帶磁性，便容易分離，其活化性也變高了�！�
磁性邁進(jìn)納米新時(shí)代
隨著納米科技的發(fā)展，合成任意尺寸和形貌的納米結(jié)構(gòu)漸漸變?yōu)榭赡�，這使磁性納米材料變成一類重要的功能材料。
會(huì)議執(zhí)行主席、中國(guó)科學(xué)院院士都有為認(rèn)為：“磁性納米材料有著迷人的風(fēng)采，在納米材料中占據(jù)不可或缺的重要地位�！�
過(guò)去十多年中，磁性納米材料的合成取得了快速發(fā)展。2000年，時(shí)任美國(guó)IBM公司研發(fā)科學(xué)家的孫守恒，采用液相合成方法，獲得了鐵鉑納米顆粒。
很多科學(xué)家以此為起點(diǎn)，開(kāi)展了大量有關(guān)磁性納米材料的工作。迄今為止，孫守恒在美國(guó)《科學(xué)》雜志上發(fā)表的論文引用次數(shù)達(dá)到3000多次。
如今，磁性納米材料已在各領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用，包括化學(xué)、物理、材料、生物醫(yī)學(xué)等方面。
給力能源制備
侯仰龍認(rèn)為，在磁學(xué)和化學(xué)領(lǐng)域科學(xué)家的通力合作下，磁性納米材料一定能在催化領(lǐng)域有所作為。“磁性來(lái)源于原子的自旋特性，而調(diào)控自旋可能影響材料的表面態(tài)，進(jìn)而可調(diào)變其催化性能�！彼f(shuō)。
他的團(tuán)隊(duì)研究合成了一種新的鐵基磁性納米材料，并發(fā)現(xiàn)它在能源催化上的神奇作用。
普通的碳化鐵因其高磁飽和強(qiáng)度和高穩(wěn)定性的特點(diǎn)，已經(jīng)被應(yīng)用于生產(chǎn)生活中。從前的研究顯示，在納米尺度下，碳化鐵還具有超順磁性、超高催化活性的特點(diǎn)。
但是，現(xiàn)有碳化鐵納米顆粒制備方法煩瑣，常常采用成本高、形貌難以控制、操作復(fù)雜的高溫固相反應(yīng)和激光熱分解等技術(shù)。
經(jīng)過(guò)多次嘗試，侯仰龍團(tuán)隊(duì)利用簡(jiǎn)單的方法首次在相對(duì)溫和的條件下，制備出了形貌可控的碳化鐵納米顆粒。
他們發(fā)現(xiàn)，在我國(guó)能源戰(zhàn)略中占據(jù)非常重要地位的“煤間接液化費(fèi)托合成”中，這種磁性納米顆粒初始的反應(yīng)活性是傳統(tǒng)鐵基催化劑的兩倍。
這一發(fā)現(xiàn)不僅能解決化學(xué)上的問(wèn)題，還能推動(dòng)能源催化科技發(fā)展
侯仰龍告訴《中國(guó)科學(xué)報(bào)》記者：“我們合成出的磁性碳化鐵納米材料用在費(fèi)托合成催化上效果非常好，這類材料在催化上的作用值得繼續(xù)關(guān)注�！�
費(fèi)托合成是一種將合成氣轉(zhuǎn)化為液體碳?xì)淙剂系墓に囘^(guò)程。
近日，在以“磁性納米材料及其交叉學(xué)科的關(guān)鍵科學(xué)問(wèn)題”為議題的香山科學(xué)會(huì)議第434次學(xué)術(shù)討論會(huì)上，與會(huì)專家一致認(rèn)為，催化將是磁性納米材料的潛在應(yīng)用。
活性高、易分離是目標(biāo)
“實(shí)現(xiàn)催化過(guò)程調(diào)控的催化化學(xué)，是化學(xué)領(lǐng)域的‘圣杯’�！睍�(huì)議執(zhí)行主席、中科院院士包信和介紹，催化過(guò)程的核心和關(guān)鍵是對(duì)化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行選擇和調(diào)控。
近年來(lái)，納米層次上對(duì)材料特性的研究結(jié)果顯示，當(dāng)粒子尺寸減小時(shí)，催化劑表面會(huì)產(chǎn)生更多的活化中心，據(jù)此可以調(diào)變體系的催化反應(yīng)性能。因此，納米材料的催化性能一直是納米材料領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)和難點(diǎn)。
同時(shí)，在化學(xué)工業(yè)領(lǐng)域，提高催化劑分離、回收和再生技術(shù)能大幅度節(jié)約成本，實(shí)現(xiàn)綠色生產(chǎn)技術(shù)。此次香山會(huì)議上，專家表示，現(xiàn)有條件下，催化劑特別是含有貴金屬的催化劑往往難以分離，易導(dǎo)致浪費(fèi)和環(huán)境污染。
作為催化劑用戶，中國(guó)石化石油化工科學(xué)研究院研究員楊克勇對(duì)《中國(guó)科學(xué)報(bào)》記者表示，他們希望催化劑性能高、便宜、好回收�！霸趯�(shí)際生產(chǎn)中，我們發(fā)現(xiàn)，催化劑只要一帶磁性，便容易分離，其活化性也變高了�！�
磁性邁進(jìn)納米新時(shí)代
隨著納米科技的發(fā)展，合成任意尺寸和形貌的納米結(jié)構(gòu)漸漸變?yōu)榭赡�，這使磁性納米材料變成一類重要的功能材料。
會(huì)議執(zhí)行主席、中國(guó)科學(xué)院院士都有為認(rèn)為：“磁性納米材料有著迷人的風(fēng)采，在納米材料中占據(jù)不可或缺的重要地位�！�
過(guò)去十多年中，磁性納米材料的合成取得了快速發(fā)展。2000年，時(shí)任美國(guó)IBM公司研發(fā)科學(xué)家的孫守恒，采用液相合成方法，獲得了鐵鉑納米顆粒。
很多科學(xué)家以此為起點(diǎn)，開(kāi)展了大量有關(guān)磁性納米材料的工作。迄今為止，孫守恒在美國(guó)《科學(xué)》雜志上發(fā)表的論文引用次數(shù)達(dá)到3000多次。
如今，磁性納米材料已在各領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用，包括化學(xué)、物理、材料、生物醫(yī)學(xué)等方面。
給力能源制備
侯仰龍認(rèn)為，在磁學(xué)和化學(xué)領(lǐng)域科學(xué)家的通力合作下，磁性納米材料一定能在催化領(lǐng)域有所作為。“磁性來(lái)源于原子的自旋特性，而調(diào)控自旋可能影響材料的表面態(tài)，進(jìn)而可調(diào)變其催化性能�！彼f(shuō)。
他的團(tuán)隊(duì)研究合成了一種新的鐵基磁性納米材料，并發(fā)現(xiàn)它在能源催化上的神奇作用。
普通的碳化鐵因其高磁飽和強(qiáng)度和高穩(wěn)定性的特點(diǎn)，已經(jīng)被應(yīng)用于生產(chǎn)生活中。從前的研究顯示，在納米尺度下，碳化鐵還具有超順磁性、超高催化活性的特點(diǎn)。
但是，現(xiàn)有碳化鐵納米顆粒制備方法煩瑣，常常采用成本高、形貌難以控制、操作復(fù)雜的高溫固相反應(yīng)和激光熱分解等技術(shù)。
經(jīng)過(guò)多次嘗試，侯仰龍團(tuán)隊(duì)利用簡(jiǎn)單的方法首次在相對(duì)溫和的條件下，制備出了形貌可控的碳化鐵納米顆粒。
他們發(fā)現(xiàn)，在我國(guó)能源戰(zhàn)略中占據(jù)非常重要地位的“煤間接液化費(fèi)托合成”中，這種磁性納米顆粒初始的反應(yīng)活性是傳統(tǒng)鐵基催化劑的兩倍。
這一發(fā)現(xiàn)不僅能解決化學(xué)上的問(wèn)題，還能推動(dòng)能源催化科技發(fā)展
