科学家开发新装置 在化学反应中让铝具备稀有金属的催化特性

很多重要的化学反应都需要稀有、昂贵的金属作为催化剂，这是一个不幸的事实。现在，科学家已经开发出一种新的装置，可以在化学反应中让普通的铝表现得像其他金属。

铂、钯、铑和其他金属是许多行业中用于制造材料和化学品的关键催化剂，但问题是这些金属很难获取，也导致它们本身非常昂贵，这也推动了制造设备、工艺以及最重成品的成本。

由明尼苏达大学领导的一支科学团队发现，通过添加或去除电子，普通的廉价材料可以被调整为具有昂贵的催化金属的一些有用表面特性。

该研究的首席研究员 Paul Dauenhauer 说：“原子常规不会改变它们的电子数量，但是我们发明了催化冷凝器装置，使我们能够调整催化剂表面的电子数量。这为控制化学和使丰富的材料像贵重的材料一样发挥作用开辟了一个全新的机会”。

为了调整材料中的电子数量，催化冷凝器是由一系列薄膜堆叠排列而成的。顶层是 4 纳米厚的氧化铝（Alumina），它位于一层石墨烯上，下面是一个绝缘体，底部是一个导体。当电压被施加到石墨烯和导体层时，氧化铝中就会产生一个电荷。这改变了它的表面特性，使它能够像催化剂一样发挥超出其等级的作用。

通过调整所施加的电压、绝缘层的成分或在活性层中加入不同的添加剂，可以调整氧化铝的催化效果。研究人员说，这些设备的变化可以用于一系列行业，根据需要进行不同的反应。

该研究的作者 Dan Frisbie 说：“我们认为催化式冷凝器是一种平台技术，可以在大量的制造应用中实施。核心的设计见解和新颖的组件可以被修改成我们所能想象的几乎任何化学”。