纳米金刚石催化反应获进展

     中科院金属研究所沈阳材料科学国家(联合)实验室苏党生团队，将纳米金刚石应用到催化领域中，发现其在一些重要的工业催化反应中表现出可比拟传统金属催化剂的优异性能。相关成果近日分别发表于《催化作用》《化学通讯》《材料化学期刊》等。

    纳米金刚石是一类sp3杂化的非金属碳材料，通过简单控制煅烧温度(900℃~1500℃)，可得到巴基型纳米金刚石(sp2/sp3杂化)和洋葱碳(sp2)两种延伸性碳材料。其表面含有一定量的sp2杂化碳，这一独特的sp2/sp3结构使得纳米金刚石及其衍生物有着比传统碳材料更独特的物理化学性质。

    近期，该团队相继发现对这三类材料进行杂原子(包括氮、硼、磷等)调控，可有效改变其电子结构和化学性质，并进一步提高催化反应的性能，扩大非金属催化剂的应用范围。研究表明，硼酸盐与磷酸盐改性的巴基型纳米金刚石在气相丙烷氧化脱氢反应中杂原子基团通过覆盖结构缺陷位，抑制亲电氧物种的形成，可提高目标产物丙烯的选择性。此外，硼、氮以及磷改性的洋葱碳作为非金属催化剂，在电催化氧还原反应中表现出比商业pt/c更好的抗甲醇性与稳定性。