中國(guó)粉體網(wǎng)訊　　日本大分大學(xué)、九州大學(xué)、京都大學(xué)等組成的研究小組2016年6月24日宣布，發(fā)現(xiàn)鈀（Pd）和釕（Ru）以原子水平混合的固溶型合金納米顆粒顯示出了與銠（Rh）為同等以上程度的汽車尾氣凈化性能。Rh屬于貴金屬，稀少而昂貴，其全球產(chǎn)量的80％以上被用于汽油車用三元催化劑，因此用戶要求開(kāi)發(fā)出能夠替代Rh的新物質(zhì)。

　　HAADF-STEM得到的元素分布圖。可以看出納米粒子內(nèi)部Pd和Ru有著相同的分布，得到了以原子水平混合的固溶體

　　PdRu-NPs催化劑與比較對(duì)象催化劑的NOx凈化性能評(píng)測(cè)結(jié)果。PdRu-NPs顯示出與Rh匹敵的催化劑性能，低溫下的NOx凈化性能超過(guò)Rh。

研究小組將目光瞄準(zhǔn)到元素周期表中位于Rh兩邊的Pd和Ru。這兩種元素與Rh相比不僅資源量豐富而且價(jià)格低廉，因此只要制造出以原子水平混合這兩種元素的合金，就有望形成性質(zhì)與Rh相似的價(jià)格低廉的新物質(zhì)。

以前的研究中使用納米化和化學(xué)還原的方法成功合成出Pd和Ru以原子水平混合的PdRu固溶型合金納米顆粒（PdRu-NPs）。此次開(kāi)發(fā)了使用PdRu-NPs的負(fù)載型催化劑，評(píng)測(cè)了在Rh催化劑的代表性用途、即汽車尾氣凈化反應(yīng)中的催化劑性能。

結(jié)果發(fā)現(xiàn)，在低溫下用Rh以外的催化劑難以凈化的氮氧化物（NOx）可利用PdRu-NPs有效去除，該合金顯示出了非常高的催化劑性能，其水平與Rh相當(dāng)，甚至在200℃以下的溫度范圍內(nèi)還可超過(guò)Rh。另外，對(duì)于去除氮氧化物以外的尾氣成分（一氧化碳、丙烯），PdRu-NPs也顯示出了非常出色的催化劑性能。

研究小組根據(jù)密度泛函理論，從理論上研究了PdRu合金的電子結(jié)構(gòu)（狀態(tài)密度），發(fā)現(xiàn)PdRu合金的電子結(jié)構(gòu)具備與Rh非常相似的特性。另外，這一特性是通過(guò)Pd和Ru以原子水平混合而首次發(fā)現(xiàn)的。這一結(jié)果表明，PdRu-NPs作為在電子結(jié)構(gòu)上與Rh具備同等特性的“類銠金屬”發(fā)揮了作用，從而促進(jìn)了NO的分解。

PdRu固溶納米合金不僅可用于汽車催化劑，而且還有望在目前使用Rh的多種用途及領(lǐng)域中作為類銠金屬使用。另外，此次的研究成果還表明，通過(guò)以原子水平將該合金與其他元素混合，還可實(shí)現(xiàn)目標(biāo)元素的性質(zhì)及特性（DOS工藝）。今后有望通過(guò)組合多種元素再現(xiàn)稀有元素的特性，有助于開(kāi)發(fā)出功能超過(guò)已有元素的新物質(zhì)。

相關(guān)研究成果已于2016年6月24日（英國(guó)時(shí)間）刊登于自然出版集團(tuán)（Nature Publishing Group）旗下的電子期刊《Scientific Reports》。