山西煤化所用ALD技术制备出新型纳米催化剂

山西煤化所用ALD技术制备出新型纳米催化剂

　　

　　原子层沉积(atomic layer deposition，ALD)是一种*的薄膜沉积技术。利用ALD的技术特点和优势，可设计合成新型纳米催化剂，并可地调控催化剂的表界面结构。 金属—氧化物载体的界面结构强烈影响多相催化剂的性能。地设计、调控界面结构，对于新型催化剂的制备非常重要。

　　

　　该研究团队利用ALD技术，以碳纳米螺旋或者碳纳米管为模板，在模板表面首先沉积NiO纳米粒子，然后再沉积Al2O3纳米薄膜，经过煅烧、还原处理后，得到氧化铝纳米管(ANT)包覆的Ni催化剂(Ni-in-ANTs)。这样的途径使得Ni粒子不仅被限域在氧化铝纳米管中，还被嵌在氧化铝纳米管内壁的凹坑中，称之为多重限域。改变NiO纳米粒子和Al2O3纳米薄膜的沉积顺序，经过煅烧、还原处理，制备出Ni粒子负载在纳米管外壁的未限域催化剂(Ni-out-ANTs)。大量的表征结果证明，二者具有相同的Ni含量、Ni纳米粒子尺寸、氧化铝纳米管管壁厚度、孔道结构以及Ni还原度。

        然而，对于肉桂醛以及硝基苯催化加氢反应，Ni基多重限域催化剂的活性远远高于未限域的催化剂。这是由于限域催化剂中的Ni粒子被限域在氧化铝纳米管内壁的凹坑中，具有了更多的Ni-Al2O3界面位点，其金属-载体之间的相互作用更强，促进了氢溢流现象，从而提高了催化剂的加氢反应活性。另外，氧化铝纳米管可以保护限域在其中的Ni粒子，阻止其在反应中脱落、溶释，使得多重限域催化剂比未限域的催化剂具有更好的循环使用稳定性。

　　

　　该方法具有普适性，可以用来合成其他体系的限域催化剂，用于催化不同的反应，为未来纳米催化剂的设计提供了重要的科学参考。