廈大化學(xué)化工學(xué)院孫世剛教授和美國(guó)佐治亞理工學(xué)院王中林教授領(lǐng)導(dǎo)的研究小組首次制備出了一種新型的二十四面體鉑納米晶粒催化劑，它的單位鉑表面的催化活性是目前工業(yè)用鉑納米催化劑的四倍。

　　這一成果帶來(lái)的應(yīng)用前景是：它能提高一些重要化學(xué)反應(yīng)的效率，這些化學(xué)反應(yīng)包括石油的催化重整，或是被稱為“綠色能源”的直接燃料電池的陽(yáng)極過(guò)程等。換而言之，它在能源、催化、材料、化工等領(lǐng)域具有重大的意義和應(yīng)用價(jià)值。

　　昨日出版的美國(guó)《科學(xué)》雜志以三頁(yè)半篇幅長(zhǎng)篇研究報(bào)告的形式，介紹了這一最新成果，這也是廈大發(fā)表在這本世界頂級(jí)學(xué)術(shù)期刊上的第一篇長(zhǎng)篇研究報(bào)道文章。

　　人們對(duì)鉑金并不陌生，不過(guò)，鉑的作用遠(yuǎn)非裝飾??作為催化劑，鉑納米材料在很多重要的化學(xué)反應(yīng)中扮演重要的角色，例如，在燃料電池、石油化工、汽車尾氣凈化等領(lǐng)域，鉑都是被廣泛使用的催化劑。但是由于鉑資源缺乏，導(dǎo)致它價(jià)格高昂??全世界用于催化劑鉑的用量每年近100噸，價(jià)值高達(dá)40多億美元。所以，如何進(jìn)一步提高鉑納米材料的催化活性、穩(wěn)定性和利用效率是氫能源和相關(guān)領(lǐng)域發(fā)展的重大關(guān)鍵問(wèn)題。

　　科學(xué)家面臨的挑戰(zhàn)是：傳統(tǒng)的化學(xué)法只能合成低表面能的金屬納米晶體，一般是立方體、八面體或是截角八面體，其表面為“低指數(shù)”晶面結(jié)構(gòu)?？茖W(xué)家認(rèn)為，“高指數(shù)”晶面結(jié)構(gòu)圍成的多面體的鉑納米晶粒催化劑能提高催化效率，不過(guò)在此之前，這類鉑納米晶粒催化劑從未被合成過(guò)。

　　孫世剛帶領(lǐng)的研究小組首次制備出高指數(shù)晶面結(jié)構(gòu)的二十四面體鉑納米晶體。二十四面體是一種十分罕見的晶體形狀，迄今還未見到人工合成二十四面體金屬納米晶體的報(bào)道。

　　王中林所帶領(lǐng)的研究小組用實(shí)驗(yàn)證實(shí)，這一二十四面體鉑納米晶體由高指數(shù)晶面圍成，并具有很高的熱穩(wěn)定性，可耐高達(dá)800攝氏度的高溫。

　　研究還證實(shí)，二十四面體鉑納米晶體具有很高的催化活性：以單位鉑表面積來(lái)計(jì)算，它對(duì)甲酸、乙醇等有機(jī)小分子燃料電氧化的催化活性是目前商業(yè)鉑納米催化劑的2到4倍，顯示它在燃料電池、電催化等領(lǐng)域中的重大應(yīng)用價(jià)值。

　　孫世剛補(bǔ)充說(shuō)，因?yàn)檫@些鉑納米晶體的穩(wěn)定性，所以在催化反應(yīng)之后，它的形狀能得到保持，這樣我們可以反復(fù)使用它。

　　曾經(jīng)留學(xué)法國(guó)的孫世剛現(xiàn)在是廈大副校長(zhǎng)，這位國(guó)家杰出青年科學(xué)基金獲得者不久前獲得國(guó)家級(jí)教學(xué)名師獎(jiǎng)。王中林是佐治亞理工學(xué)院杰出講座教授和廈大客座教授。上述研究是在孫世剛小組前期工作基礎(chǔ)上，兩個(gè)研究小組一年多緊密合作的結(jié)果。

　　孫世剛昨天說(shuō)，事實(shí)上，早在2005年，他與博士生田娜和周志有博士，就已經(jīng)制備出了這種二十四面體金屬納米晶體，但是，課題組并未急著發(fā)表論文，而是花了兩年工夫來(lái)進(jìn)一步追蹤弄清楚這種晶體的生長(zhǎng)過(guò)程、表征，并不斷完善研究方法。田娜還為此申請(qǐng)延期兩年畢業(yè)。

　　今年1月底，這一中美團(tuán)隊(duì)將研究成果投稿到《科學(xué)》，3月份《科學(xué)》就發(fā)來(lái)了用稿通知?！犊茖W(xué)》雜志的三位評(píng)審人對(duì)該工作的原創(chuàng)性和重要性給予高度的評(píng)價(jià)。認(rèn)為這一科研成果不僅指明了一種控制納米粒子生長(zhǎng)使高指數(shù)晶面暴露在外的新思路和新方法，而且將導(dǎo)致異相催化中的新發(fā)現(xiàn)。