賈春江教授（能源催化）課題組鈷-氧催化劑研究工作取得進展
近日，無機化學(xué)研究所賈春江教授與德國馬普煤炭研究所Ferdi Schuth教授課題組合作，在鈷基氧化物催化劑的合成及其催化一氧化碳氧化反應(yīng)構(gòu)效關(guān)系研究工作中取得進展，相關(guān)成果“Highly Ordered Mesoporous Cobalt Containing Oxides:Structure, Catalytic Properties, and Active Sites inOxidation of CarbonMonoxide”以全文形式發(fā)表在國際化學(xué)權(quán)威期刊《美國化學(xué)會志》（IF=12.113）（J. Am. Chem. Soc., 2015, 137, 11407-11418）。
一氧化碳氧化（CO + O2? CO2）是重要的環(huán)境和能源催化反應(yīng)，同時又是催化領(lǐng)域的經(jīng)典模型反應(yīng)。Co3O4作為非貴金屬催化劑的典型發(fā)表，對于一氧化碳氧化具有極高的催化活性。長久以來，人們對于Co3O4的活性位點進行了研究，普遍認為八面體位的Co3+是其活性位點。賈春江與Ferdi Schuth課題組使用納米鑄造“nanocasting”的方法，以介孔氧化硅為前驅(qū)模板，制備了系列尺寸、孔結(jié)構(gòu)可比的鈷基氧化物材料，包括CoO、Co3O4、CuCo2O4、CoFe2O4、CoCr2O4等。在此基礎(chǔ)上，對所制備材料的結(jié)構(gòu)和催化一氧化碳氧化活性進行系統(tǒng)考察，并對催化劑活性位點Cod+(d=2,3)離子的格位和價態(tài)進行了指認。研究結(jié)果表明，鈷基氧化物催化材料的八面體位的Co3+具有最高活性，八面體位的Co2+可以通過氧化變價，變?yōu)?/span>Co3+，從而也作為活性位點；由于配位環(huán)境的空間局限性，四面體位的Co2+離子則很難被氧化，從而無法作為高效催化的位點。該項工作對過渡金屬氧化物催化材料的活性位點的指認提供了新的思路，對于新興催化劑的設(shè)計與合成也具有重要指導(dǎo)意義。
山東大學(xué)化學(xué)院大型儀器平臺剛剛調(diào)試成功的原位漫反射紅外裝置（in situ DRIFTs）為本工作在分子吸附研究方面提供了有力支持；該工作得到山東省泰山學(xué)者支持計劃、國家自然科學(xué)基金、山東大學(xué)基本科研業(yè)務(wù)費項目、洪堡基金會和馬普協(xié)會的共同資助。
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