鰭狀沸石催化劑增加了分子進(jìn)入顆粒內部的通道。圖片來(lái)源：休斯敦大學(xué)、J.C. Palmer

能源工業(yè)等領(lǐng)域使用的成千上萬(wàn)的化學(xué)過(guò)程依賴(lài)于高速催化反應，但是分子經(jīng)常受到“交通堵塞”的阻礙減慢了速度?，F在，研究人員發(fā)明了一種全新的多孔催化劑，它使用獨特的鰭片，通過(guò)允許分子跳過(guò)限制反應的“擁堵”，從而加速化學(xué)反應。

相關(guān)論文8月10日刊登于《自然—材料》。這項突破主要集中在降低分子進(jìn)入催化劑內部孔隙的障礙上。

沸石是一種孔隙小于1納米的鋁硅酸鹽，廣泛應用于工業(yè)生產(chǎn)中，作為固體催化劑，用于生產(chǎn)汽油和有附加值的化學(xué)品及其他產(chǎn)品。在這些應用中，沸石孔內的化學(xué)反應首先要求分子找到催化劑顆粒外表面的少量開(kāi)口。這就使得分子必須“排隊”進(jìn)入粒子，擴散到參與化學(xué)反應的活性部位，然后離開(kāi)粒子。

美國休斯頓大學(xué)研究人員開(kāi)發(fā)了一種方法來(lái)誘發(fā)更大的催化劑粒子像納米粒子那樣，讓分子進(jìn)入引發(fā)反應迅速并退出。研究人員在催化劑顆粒的表面生成了凸起或鰭片，粗糙的顆粒外表面的表面積顯著(zhù)增加，使分子更容易進(jìn)入，并減少了傳統沸石材料經(jīng)常出現的運輸限制。

專(zhuān)家表示，該新合成方法利用了團隊多年來(lái)所做的工作，專(zhuān)注于控制沸石結晶的方式，使鰭狀結構的生長(cháng)成為可能。這種新型材料不需要直接合成納米顆粒，為沸石催化劑的設計創(chuàng )造了一個(gè)新的范例。

相關(guān)論文信息：https://doi.org/10.1038/s41563-020-0753-1