最新一期的《美國化學會志》雜志上發(fā)表了北京大學工學院材料科學與工程系教授侯仰龍和同事的一項研究成果。
侯仰龍告訴《中國科學報》記者：“我們合成出的磁性碳化鐵納米材料用在費托合成催化上效果非常好，這類材料在催化上的作用值得繼續(xù)關注。”
費托合成是一種將合成氣轉化為液體碳氫燃料的工藝過程。
近日，在以“磁性納米材料及其交叉學科的關鍵科學問題”為議題的香山科學會議第434次學術討論會上，與會專家一致認為，催化將是磁性納米材料的潛在應用。
活性高、易分離是目標
“實現(xiàn)催化過程調控的催化化學，是化學領域的‘圣杯’�！睍h執(zhí)行主席、中科院院士包信和介紹，催化過程的核心和關鍵是對化學反應進行選擇和調控。
近年來，納米層次上對材料特性的研究結果顯示，當粒子尺寸減小時，催化劑表面會產(chǎn)生更多的活化中心，據(jù)此可以調變體系的催化反應性能。因此，納米材料的催化性能一直是納米材料領域的研究熱點和難點。
同時，在化學工業(yè)領域，提高催化劑分離、回收和再生技術能大幅度節(jié)約成本，實現(xiàn)綠色生產(chǎn)技術。此次香山會議上，專家表示，現(xiàn)有條件下，催化劑特別是含有貴金屬的催化劑往往難以分離，易導致浪費和環(huán)境污染。
作為催化劑用戶，中國石化石油化工科學研究院研究員楊克勇對《中國科學報》記者表示，他們希望催化劑性能高、便宜、好回收�！霸趯嶋H生產(chǎn)中，我們發(fā)現(xiàn)，催化劑只要一帶磁性，便容易分離，其活化性也變高了�！�
磁性邁進納米新時代
隨著納米科技的發(fā)展，合成任意尺寸和形貌的納米結構漸漸變?yōu)榭赡�，這使磁性納米材料變成一類重要的功能材料。
會議執(zhí)行主席、中國科學院院士都有為認為：“磁性納米材料有著迷人的風采，在納米材料中占據(jù)不可或缺的重要地位�！�
過去十多年中，磁性納米材料的合成取得了快速發(fā)展。2000年，時任美國IBM公司研發(fā)科學家的孫守恒，采用液相合成方法，獲得了鐵鉑納米顆粒。
很多科學家以此為起點，開展了大量有關磁性納米材料的工作。迄今為止，孫守恒在美國《科學》雜志上發(fā)表的論文引用次數(shù)達到3000多次。
如今，磁性納米材料已在各領域得到廣泛應用，包括化學、物理、材料、生物醫(yī)學等方面。
給力能源制備
侯仰龍認為，在磁學和化學領域科學家的通力合作下，磁性納米材料一定能在催化領域有所作為�！按判詠碓从谠拥淖孕匦�，而調控自旋可能影響材料的表面態(tài)，進而可調變其催化性能�！彼f。
他的團隊研究合成了一種新的鐵基磁性納米材料，并發(fā)現(xiàn)它在能源催化上的神奇作用。
普通的碳化鐵因其高磁飽和強度和高穩(wěn)定性的特點，已經(jīng)被應用于生產(chǎn)生活中。從前的研究顯示，在納米尺度下，碳化鐵還具有超順磁性、超高催化活性的特點。
但是，現(xiàn)有碳化鐵納米顆粒制備方法煩瑣，常常采用成本高、形貌難以控制、操作復雜的高溫固相反應和激光熱分解等技術。
經(jīng)過多次嘗試，侯仰龍團隊利用簡單的方法首次在相對溫和的條件下，制備出了形貌可控的碳化鐵納米顆粒。
他們發(fā)現(xiàn)，在我國能源戰(zhàn)略中占據(jù)非常重要地位的“煤間接液化費托合成”中，這種磁性納米顆粒初始的反應活性是傳統(tǒng)鐵基催化劑的兩倍。
這一發(fā)現(xiàn)不僅能解決化學上的問題，還能推動能源催化科技發(fā)展
侯仰龍告訴《中國科學報》記者：“我們合成出的磁性碳化鐵納米材料用在費托合成催化上效果非常好，這類材料在催化上的作用值得繼續(xù)關注。”
費托合成是一種將合成氣轉化為液體碳氫燃料的工藝過程。
近日，在以“磁性納米材料及其交叉學科的關鍵科學問題”為議題的香山科學會議第434次學術討論會上，與會專家一致認為，催化將是磁性納米材料的潛在應用。
活性高、易分離是目標
“實現(xiàn)催化過程調控的催化化學，是化學領域的‘圣杯’�！睍h執(zhí)行主席、中科院院士包信和介紹，催化過程的核心和關鍵是對化學反應進行選擇和調控。
近年來，納米層次上對材料特性的研究結果顯示，當粒子尺寸減小時，催化劑表面會產(chǎn)生更多的活化中心，據(jù)此可以調變體系的催化反應性能。因此，納米材料的催化性能一直是納米材料領域的研究熱點和難點。
同時，在化學工業(yè)領域，提高催化劑分離、回收和再生技術能大幅度節(jié)約成本，實現(xiàn)綠色生產(chǎn)技術。此次香山會議上，專家表示，現(xiàn)有條件下，催化劑特別是含有貴金屬的催化劑往往難以分離，易導致浪費和環(huán)境污染。
作為催化劑用戶，中國石化石油化工科學研究院研究員楊克勇對《中國科學報》記者表示，他們希望催化劑性能高、便宜、好回收�！霸趯嶋H生產(chǎn)中，我們發(fā)現(xiàn)，催化劑只要一帶磁性，便容易分離，其活化性也變高了�！�
磁性邁進納米新時代
隨著納米科技的發(fā)展，合成任意尺寸和形貌的納米結構漸漸變?yōu)榭赡�，這使磁性納米材料變成一類重要的功能材料。
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過去十多年中，磁性納米材料的合成取得了快速發(fā)展。2000年，時任美國IBM公司研發(fā)科學家的孫守恒，采用液相合成方法，獲得了鐵鉑納米顆粒。
很多科學家以此為起點，開展了大量有關磁性納米材料的工作。迄今為止，孫守恒在美國《科學》雜志上發(fā)表的論文引用次數(shù)達到3000多次。
如今，磁性納米材料已在各領域得到廣泛應用，包括化學、物理、材料、生物醫(yī)學等方面。
給力能源制備
侯仰龍認為，在磁學和化學領域科學家的通力合作下，磁性納米材料一定能在催化領域有所作為�！按判詠碓从谠拥淖孕匦�，而調控自旋可能影響材料的表面態(tài)，進而可調變其催化性能�！彼f。
他的團隊研究合成了一種新的鐵基磁性納米材料，并發(fā)現(xiàn)它在能源催化上的神奇作用。
普通的碳化鐵因其高磁飽和強度和高穩(wěn)定性的特點，已經(jīng)被應用于生產(chǎn)生活中。從前的研究顯示，在納米尺度下，碳化鐵還具有超順磁性、超高催化活性的特點。
但是，現(xiàn)有碳化鐵納米顆粒制備方法煩瑣，常常采用成本高、形貌難以控制、操作復雜的高溫固相反應和激光熱分解等技術。
經(jīng)過多次嘗試，侯仰龍團隊利用簡單的方法首次在相對溫和的條件下，制備出了形貌可控的碳化鐵納米顆粒。
他們發(fā)現(xiàn)，在我國能源戰(zhàn)略中占據(jù)非常重要地位的“煤間接液化費托合成”中，這種磁性納米顆粒初始的反應活性是傳統(tǒng)鐵基催化劑的兩倍。
這一發(fā)現(xiàn)不僅能解決化學上的問題，還能推動能源催化科技發(fā)展
