中國粉體網(wǎng)訊  日前，從中國科學院過程工程研究所獲悉，該所研究員蘇發(fā)兵團隊和華東理工大學教授龔學慶團隊合作，基于之前暴露特定晶面亞微米級Cu₂O晶體的工作基礎，進一步將ZnO納米顆粒沉積在上述晶體上，可控合成了具有豐富PN異質(zhì)結構的ZnO/Cu₂O納米復合材料，并將其作為模型催化體系應用于羅喬反應，在分子原子水平揭示了Cu₂O和ZnO的界面協(xié)同作用機制，相關成果發(fā)表在《催化雜志》。

因有機硅材料結合了硅的無機性能和有機材料的性能，使其廣泛應用于社會生產(chǎn)生活的多個領域，比如航空航天、建筑、電子電氣、紡織、汽車、機械、化工輕工、金屬和油漆、醫(yī)藥醫(yī)療等。二甲基二氯硅烷（M2）作為合成有機硅材料用量最大的單體原料，在工業(yè)上是通過氯甲烷和硅粉在銅基催化材料作用下生產(chǎn)得到的，即上世紀40年代由Eugene G. Rochow 發(fā)明的羅喬反應。

然而，該反應在得到M2的同時，還會產(chǎn)生大量副產(chǎn)物（約占產(chǎn)物含量的15%~20%），因此，提高M2的選擇性和收率一直以來都是工業(yè)界和學術界長期關注的熱點和難點。盡管已有的研究已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，在銅基催化劑中添加Zn基助劑可以提升M2的選擇性和收率，同時工業(yè)上也采用Zn粉作為助催化劑使用，但由于該反應本身和催化劑結構的復雜性，其協(xié)同催化機制迄今為止仍不明晰。

此項研究發(fā)現(xiàn)，ZnO/Cu₂O納米復合材料比單一暴露特定晶面的亞微米級Cu2O晶體均顯示出更高的M2選擇性和收率，其中ZnO/Cu₂O{100}復合材料的提升幅度最大，與ZnO/Cu₂O{111}和ZnO/Cu₂O{110}復合材料相比，ZnO/Cu₂O{100}復合材料具有最高的M2選擇性和收率。理論計算表明，ZnO和Cu₂O{100}形成的PN界面結構增強了價電子從Cu₂O向ZnO的轉移能力，使得Cu₂O表面更顯正電性，有利于反應物一氯甲烷的解離吸附，從而促進活性銅原子的產(chǎn)生和Cu_xSi活性相的形成。

研究人員表示，該工作不僅揭示了Cu/Zn主—助催化劑在微觀尺度上的協(xié)同作用機制，而且提供了一種通過調(diào)控異質(zhì)界面結構來提高反應選擇性的策略，有助于新型銅基催化劑的研制及工業(yè)主—助催化劑的調(diào)控。

（中國粉體網(wǎng)編輯整理/江岸）

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