中科院寧波材料所張建團(tuán)隊(duì)與中科院金屬所沈陽(yáng)材料科學(xué)國(guó)家(聯(lián)合)實(shí)驗(yàn)室張志東團(tuán)隊(duì)等合作，利用碳包覆鈷磁性納米膠囊結(jié)構(gòu)中缺陷石墨殼層的束縛作用，合成了富含高指數(shù)晶面的氧化鈷催化劑，在甲烷催化燃燒反應(yīng)中體現(xiàn)出可替代貴金屬鈀、鉑的潛力。相關(guān)成果發(fā)表于《自然—通訊》雜志。

　　貴金屬在眾多催化反應(yīng)中體現(xiàn)出優(yōu)異性能，但由于其固有的稀缺特性和高昂成本，使貴金屬替代研究成為國(guó)際催化領(lǐng)域的重要發(fā)展方向之一。低成本的鐵、鈷等過渡金屬以合金、氧化物、碳化物等形式存在，這些化合物組成各異、晶相多樣，有望通過精確設(shè)計(jì)在晶體生長(zhǎng)階段實(shí)現(xiàn)活性中心的表面富集，使其具有接近或超越貴金屬的催化性能。

　　此次研究人員通過原位氧化方法，將碳包鈷納米顆粒局部破殼。金屬鈷暴露后發(fā)生的劇烈氧化過程導(dǎo)致內(nèi)核體積膨脹，殘留的石墨外殼輔助形成缺陷度較高的氧化鈷顆粒。研究表明，該催化劑具有轉(zhuǎn)換頻率高、表觀活化能低的特點(diǎn)，反應(yīng)速率對(duì)氧分壓無明顯的依賴關(guān)系，并在一氧化碳、丙烷、苯系物的完全氧化反應(yīng)中體現(xiàn)出較高活性。