鈦氧物種與鈷相互作用促進費托合成反應活性

近日，中科院與上海交通大學合作，在碳化物作為載體的鈷基費托合成研究中取得新進展，借助透射電子顯微鏡等技術(shù)，揭示了還原過程中碳化鈦表面的鈦氧物種到金屬鈷表面的原位遷移現(xiàn)象，這種增強的金屬—載體的相互作用促進了費托合成反應活性。

通過透射電子顯微鏡可以觀察到過渡金屬碳化物具有獨特的電子結(jié)構(gòu)，其優(yōu)良的催化性能也成為新型催化材料領域的研究熱點，然而，過渡金屬碳化物表面氧物種的影響和作用往往被忽略。

在前期工作的基礎上，研究團隊以高機械強度、導熱性能良好的多孔碳化硅（β—SiC）為基礎載體，并在β—SiC的高溫碳化過程中引入鈦（Ti）物種，得到碳化鈦—碳化硅（TiC—SiC）載體。引入的TiC增強了活性金屬鈷與載體的相互作用，促進了鈷納米粒子的有效分散。借助于透射電子顯微鏡技術(shù)，并結(jié)合原子尺度分析能力的電子能量損失譜學分析，發(fā)現(xiàn)在還原過程中碳化鈦表面的鈦氧物種遷移到了金屬鈷的表面，因此TiC表面的鈦氧物種與鈷納米粒子之間的相互作用提高了反應的本征活性。此外，該研究還首次闡明了鈷納米粒子在惰性載體上還原過程的結(jié)構(gòu)動態(tài)變化。

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