在科學(xué)研究中，許多重要的化學(xué)反應(yīng)往往需要稀有和昂貴的金屬作為催化劑。近日，美國(guó)明尼蘇達(dá)大學(xué)雙子城分校科學(xué)家發(fā)明了一種名為“催化冷凝器”的裝置，可通過(guò)電方式讓廉價(jià)的金屬充當(dāng)昂貴金屬，使化學(xué)反應(yīng)更快、更高效地進(jìn)行。

鉑、鈀、銠和其他金屬是許多行業(yè)用于制造材料和化學(xué)品的關(guān)鍵驅(qū)動(dòng)因素。然而，問(wèn)題是這些金屬很難獲得，也非常昂貴，這大大提高了生產(chǎn)成本。

為開(kāi)發(fā)出替代這些材料催化性能的方法，研究人員依靠他們對(duì)電子在表面行為的了解，成功地測(cè)試了一種理論，即向一種材料添加和移除電子，可以讓這種材料模仿另一種材料的特性，并據(jù)此發(fā)明了這款催化冷凝器裝置。

催化冷凝器由一系列堆疊排列的薄膜組成。頂部是4納米厚的氧化鋁層，它位于一層石墨烯上，其下方是絕緣體，底部是導(dǎo)體。當(dāng)向石墨烯和導(dǎo)體層施加電壓時(shí)，氧化鋁中會(huì)感應(yīng)出電荷。這改變了它的表面特性，使其能夠像催化劑一樣加快化學(xué)反應(yīng)的速度。

研究人員表示，這個(gè)催化冷凝器作為一種平臺(tái)設(shè)備，具有廣泛的用途，可以被修改以應(yīng)用于任何我們能想象到的化學(xué)反應(yīng)。

該研究論文題為“Alumina Graphene Catalytic Condenser for Programmable Solid Acids”，已發(fā)表在JACS Au上。

本文來(lái)自： 前瞻網(wǎng)

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