5月2日消息，中科院宁波材料技术与工程研究所非贵金属催化材料研究团队利用一步水热合成方法，成功将钴等过渡金属元素引入K-OMS-2的骨架中，制备出了Co-OMS-2分子筛。
研究表明，掺杂后的Co-OMS-2具有纳米纤维状的形貌，且比表面积由70.6m2/g增加至188.3 m2/g (图1)。钴离子取代了骨架锰离子，增强了活性氧物种的移动性，提高OMS-2的还原性能。另外，钴的掺杂使得OMS-2催化剂表面的疏水性增强。对该催化剂进行CO氧化性能评价(图2，图3)，无水条件下，30°C时CO转化率便达到了100%，60°C的反应速率为67mmol g-1 h-1，是未掺杂OMS-2催化剂反应速率的28.8倍。当反应气中引入3%水汽后，Co-OMS-2催化剂在100°C以上的评价温度转化率均维持在100%。通过与Au/CeO2，Pt/CeO2和 Au1Cu1/CeO2等贵金属催化剂对比T50（转化率为50%的反应温度）和该温度下的反应速率等参数(图2b)，Co-OMS-2催化剂的抗水性能不亚于贵金属催化剂。该工作为工业化生产高效廉价的净化CO新材料提供了理论基础。相关结果在ChemCatChem 期刊以封面文章的形式发表。上述工作得到了国家自然科学基金优秀青年项目、国家自然科学基金、浙江省自然科学基金杰出青年项目以及河南中烟工业有限责任公司技术开发项目的资助。
研究表明，掺杂后的Co-OMS-2具有纳米纤维状的形貌，且比表面积由70.6m2/g增加至188.3 m2/g (图1)。钴离子取代了骨架锰离子，增强了活性氧物种的移动性，提高OMS-2的还原性能。另外，钴的掺杂使得OMS-2催化剂表面的疏水性增强。对该催化剂进行CO氧化性能评价(图2，图3)，无水条件下，30°C时CO转化率便达到了100%，60°C的反应速率为67mmol g-1 h-1，是未掺杂OMS-2催化剂反应速率的28.8倍。当反应气中引入3%水汽后，Co-OMS-2催化剂在100°C以上的评价温度转化率均维持在100%。通过与Au/CeO2，Pt/CeO2和 Au1Cu1/CeO2等贵金属催化剂对比T50（转化率为50%的反应温度）和该温度下的反应速率等参数(图2b)，Co-OMS-2催化剂的抗水性能不亚于贵金属催化剂。该工作为工业化生产高效廉价的净化CO新材料提供了理论基础。相关结果在ChemCatChem 期刊以封面文章的形式发表。上述工作得到了国家自然科学基金优秀青年项目、国家自然科学基金、浙江省自然科学基金杰出青年项目以及河南中烟工业有限责任公司技术开发项目的资助。
图1.形貌对比图：(a) OMS-2；(b) Co掺杂的OMS-2
图2. (a) OMS-2和掺杂Co的OMS-2催化氧化CO的催化活性比较；(b) 与文献中Au/CeO2，Pt/CeO2和 Au1Cu1/CeO2等贵金属催化剂抗水性能比较
图3. Co掺杂的OMS-2催化CO氧化反应应用示意图
