减少汽车污染，一个原子足矣

　　通过最大限度地利用每一个宝贵的原子，可以减少处理汽车尾气所需的昂贵金属量。
　　为了减少排气管污染，普通燃油车通常会配备含有铑和钯等贵金属的催化转换器。随着气候变暖加剧、空气质量恶化，全球都在努力减排，汽车工业对铂族金属的需求也大幅提升。考虑到每盎司铑的售价已经超过2万美元，美国各地催化转换器失窃案呈上升趋势就绝非巧合了。
　　phys。org网站当地时间8月19日报道，美国太平洋西北国家实验室（PNNL）和华盛顿州立大学的研究人员发现，最大限度利用每个宝贵的铑原子，可以有效减少处理汽车尾气所需的贵金属用量。他们在《德国应用化学》杂志发文称，铑含量仅典型催化剂三分之一的新型催化剂，对减少一氧化碳和氮氧化物排放有同样的功效。
　　化学工程教授YongWang说：我们的新发现与传统观点相悖。传统观点认为，铑原子需要彼此相邻，以纳米粒子的形式参与化学反应。然而，单个铑原子在转化污染物方面的效果，甚至优于铑纳米颗粒。
　　在汽车的转换器中，催化剂能在污染物到达排气管之前拦截并分解它们：将氮氧化物转化为氮气，将一氧化碳和碳氢化合物转化为二氧化碳。除成本外，工作温度是另一个制约催化剂功效的问题随着汽车燃油效率的提高，尾气温度降低了。但传统催化剂是按照老式发动机的高温环境开发的，在较低的温度下无法正常工作。为此，美国能源部（DOE）提出了排放控制领域的低温标准：150摄氏度。
　　此前，Wang团队通过组合加热到800摄氏度捕获了二氧化铈负载的单个铂原子。在这样的高温下，漂浮的金属原子通常会粘附在一起，导致催化能力降低。借助二氧化铈载体的固定作用，铂原子保持了孤立原子形式，这使得它们的反应效率显著提高。
　　在新研究中，Wang借鉴了这种原子捕获方法。在模型条件下，催化剂只包含0。1的原子分散铑，并在120摄氏度下转换了100的氮氧化物。研究人员KonstantinKhivantsev和JanosSzanyi说：20世纪70年代，有科学家曾报道过单独铑原子的类似反应。然而，实验是在溶液中进行的，而铑原子不具备水热稳定性。激发我们灵感的是在高温下捕获原子的新方法，我们首次证实，单个铑原子可以兼具催化活性和稳定性。
　　研究人员表示，新发现为制造低成本、稳定、低温工作的催化剂扫清了障碍。他们也对这种方法的推广抱有极大兴趣。
　　编译：雷鑫宇审稿：西莫责编：陈之涵
　　期刊来源：《应用化学》，《德国应用化学》
　　期刊编号：05700833，14337851
　　原文链接：https：phys。orgnews202108vehiclepollutionatom。html
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