(资料图片)

科技日报记者 宋迎迎

3月17日，科技日报记者从中国科学院青岛生物能源与过程研究所（以下简称“青岛能源所”）获悉，该所多孔催化材料研究组开发了一种通用的硫醇辅助策略，合成介孔碳限域的硫掺杂金属催化剂，且催化剂的稳定性明显提高。相关工作成果于近日发表在美国化学协会杂志《ACS纳米》上。

碳载金属催化剂是多相催化领域中研究最多的催化剂之一，被广泛应用于电化学、生物质转化、精细化工等催化过程。由于热力学不稳定性以及与碳载体的相互作用较弱，载体表面的金属纳米颗粒经常出现脱落、团聚等现象，导致催化剂性能降低。将金属纳米颗粒限域到多孔碳的孔隙内，被认为是提高催化稳定性的有效方法。限域催化剂通常主要通过后封装和原位封装策略制备，其中原位封装策略在概念上被认为是更直接、更可控的方法，但也存在金属团聚、孔结构破坏等风险。因此，设计新的制备方法实现金属颗粒在多孔碳孔隙的原位封装是十分必要的。

青岛能源所多孔催化材料研究组开发了一种通用的硫醇辅助策略，通过向合成体系中加入疏水性硫醇，利用配位化学和亲疏水作用，使硫醇将金属前体“搬运”至介孔孔道内，最终得到介孔碳材料原位封装的S掺杂PtCo合金纳米颗粒。此策略操作简易、过程简单，仅需水热和碳化两步过程，过程易于放大，在1L容量反应釜中，单批次可以获得21.5g催化剂，且催化剂的稳定性明显提高。另外，此策略通过调整金属前驱体组成，可广泛合成单金属、双金属、三金属等多种封装金属催化剂。