财联社（上海，编辑 黄君芝）讯，据一个国际研究团队称，六方氮化硼（hBN）这种被认为总是具有化学惰性的材料可以转化为化学活性，这将为开发一类具有广泛应用的新型催化剂提供了潜力。
据悉，hBN是一种层状材料，可以像另一种二维材料石墨烯那样被剥离。然而，这两者之间有一个关键的区别。宾夕法尼亚州立大学物理学博士后学者、该研究论文合著者Yu Lei说：“虽然hBN与石墨烯的结构相似，但硼和氮化物原子之间的强极性键使hBN与石墨烯不同，它在高温下具有化学惰性和热稳定性。”
如果hBN具有化学活性而不是惰性，那么它将有更多的用途，包括成为一种类似于石墨烯的有用的、经济有效的催化剂载体。这将有助于实际应用，如在汽油动力汽车中或将碳转化为其他产品，以帮助减少温室气体。上述研究结果已发表在《今日材料》杂志上。
密歇根州立大学化学工程和材料科学副教授Jose Mendoza-Cortes说，“汽油车的催化转化器中含有贵金属铂，可以将有害气体转化为不那么有害的气体。然而，这是昂贵的，因为你需要放入大量的铂原子来进行催化。现在想象一下，你只需要放一两个，仍然可以得到相同的性能。”
铂还被用作许多其他类型的实际化学反应的催化剂，执行转换的铂原子通常在表面，而下面的铂原子只是作为结构支撑。Cortes说，“在这项研究中，我们使用了有缺陷的hBN作为结构支撑，它更便宜，同时大部分的铂原子暴露在外进行化学反应。”
研究人员解释称，hBN中的现在缺失是提高材料化学活性的关键。研究人员通过一个叫做低温研磨的过程在材料中制造了缺失，即小孔，这涉及到极冷材料，然后通过低温研磨将其还原。这些孔是如此之小，以至于它们一次只能容纳一个或两个贵金属原子。通过混合金属盐，小到一两个原子的纳米结构可以沉积到hBN基材上。
“由于氮化硼不与任何物质发生反应，如果你将铂、金或银盐还原成单个原子，并将它们置于氮化硼表面的缺陷（孔）中，那么你就可以使用这种“空心”hBN作为催化剂的载体。”研究人员说，“这是一种全新的东西，这就是我们在这里展示的东西。”
证明这一点意义重大，因为之前人们认为，如此惰性的材料永远不会具有化学活性。宾夕法尼亚州立大学Verne M. Willaman物理学教授以及化学和材料科学教授Maurico Terrones指出，“这个项目最困难的部分是让研究界相信，像hBN这样的惰性物质可以被激活，产生化学反应，并作为催化剂的支撑。”
“我认为我们的研究正在表明，本应是惰性的材料可以通过创造和控制材料上的缺陷而被激活。我们证明了必要的化学反应发生在原子水平上。如果它对氮化硼有效，它应该对任何其他材料有效。”他补充说。
（张泓杨 ）
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