調控費託合成中CO解離作用機制獲進展—新聞—科學網

2020-12-14 科學網

 

在調控費託合成中CO解離的作用機制方面取得進展

 

近日，中國科學院大連化學物理研究所研究員黃延強、中科院院士張濤團隊在調控費託合成反應中一氧化碳（CO）解離的作用機制方面取得進展。研究發現，在還原過程中銅（Ru）納米顆粒(NPs)上形成的TiOx覆蓋層可直接參與C-O鍵的解離，從而顯著提高其在費託合成反應的活性。研究成果發表於《自然—通訊》。

 

費託合成反應可以將非石油資源（煤、天然氣、生物質等）經合成氣轉化為具有高附加值的燃料或化學品，為發展替代能源提供了一條技術路線。在費託合成反應中，CO解離並進一步加氫形成CHx中間物種的步驟至關重要，通常發生在Fe、Co、Ru金屬表面，其中金屬Ru表現出最優的反應性能。但Ru基催化劑存在明顯的粒徑效應，8納米左右的Ru NPs才具有較高的費託反應活性，這嚴重降低了貴金屬Ru的利用效率。開發高分散、高活性的Ru基費託合成催化劑具有重要的意義。

 

該團隊利用金紅石型RuO2與TiO2晶型相同、晶格匹配度高的特點，成功合成了高分散、高穩定的Ru/TiO2催化劑，其中Ru NPs粒徑僅為2納米左右，經600 ℃高溫還原處理後粒徑未發生明顯變化。

 

黃延強介紹：「通過改變催化劑的還原溫度，實現了金屬—載體強相互作用程度的可控調節，獲得了具有不同金屬-載體界面結構的Ru/TiO2催化劑」。

 

研究表明，在適宜的金屬-載體界面協同作用下，約2納米的Ru NPs可以在溫和條件下（160 ℃）表現出優異的費託反應活性，其TOF值是目前文獻報導的最高值。通過多種表徵技術並結合理論計算發現：利用金屬-載體強相互作用形成的TiOx覆蓋層可直接參與C-O鍵的解離，從而顯著提高了Ru基催化劑的費託反應活性。

 

該工作不僅揭示了金屬-載體強相互作用在費託合成反應中的催化作用機制，還為其他高分散金屬催化劑的設計提供了新思路。

 

相關論文信息：https://doi.org/10.1038/s41467-020-17044-4

 

版權聲明：凡本網註明「來源：中國科學報、科學網、科學新聞雜誌」的所有作品，網站轉載，請在正文上方註明來源和作者，且不得對內容作實質性改動；微信公眾號、頭條號等新媒體平臺，轉載請聯繫授權。郵箱：shouquan@stimes.cn。

相關焦點

  • 藍藻光合作用功效調控機制研究獲突破—新聞—科學網
    藍藻學名藍細菌，其光合作用在地球大氣環境有氧化的進程中起到了十分重要的作用，而且也是無機態的碳進入生物圈的重要途徑。科學家發現，藍藻中含有一種名為「Rubisco」的酶在光合作用中發揮著關鍵作用，但是其工作機制卻長期未被認識。
  • 黏土礦物演化機制研究獲進展—新聞—科學網
    中國科學院廣州地球化學研究所研究員何宏平、博士研究生李尚穎等人在黏土礦物演化機制研究中取得新進展。相關成果日前發表在《美國礦物學家》上。
  • 脂肽類天然產物生物合成獲進展—新聞—科學網
    中國科學院南海海洋研究所熱帶海洋生物資源與生態重點實驗室研究員張長生團隊在脂肽糖苷類抗生素Totopotensamides（TPMs）研究中取得新進展
  • 研究發現鞘脂生物合成調控基因—新聞—科學網
    ，含油量顯著降低，證明類粘蛋白調控鞘脂的生物合成。 鞘脂是真核生物中必需的、豐富的內膜和質膜脂類，它們有助於膜功能、囊泡轉運和細胞過程的調節。 類粘蛋白與絲氨酸棕櫚醯轉移酶（SPT）相互作用，負調控鞘脂生物合成，這是一個可逆的過程，對平衡細胞內生長和程序性細胞死亡所需的鞘脂水平至關重要。 在該研究中，聯合團隊證明類粘蛋白1和類粘蛋白2是擬南芥生命周期完成的必要條件。
  • 李家洋課題組在擬南芥生長素合成調控機理研究中取得突破性進展
    李家洋課題組在擬南芥生長素合成調控機理研究中取得突破性進展 來源：中科院遺傳與發育生物學研究所   發布者：張薦轅   日期：2015-04-17   今日/總瀏覽：1/3945
  • 研究揭示鈣通道蛋白調控水稻對低溫響應分子機制—新聞—科學網
    近日，中國農業科學院作物科學研究所萬建民院士團隊系統闡釋了鈣通道蛋白OsCNGC9調控水稻對低溫響應和耐受的分子機制。
  • Gut:揭示RALY調控線粒體代謝促進結直腸癌進展的作用與機制
    能量代謝紊亂是腫瘤細胞的一個顯著特徵，在腫瘤細胞增殖、血管生成、侵襲和轉移過程中起重要作用。作為「能量工廠」，線粒體掌控腫瘤細胞的能源供給，生物質合成和信號轉導，是腫瘤治療的一個重要靶點。靶向電子傳遞鏈（ETC）可以誘導腫瘤細胞對缺乏葡萄糖的致敏，並抑制腫瘤的進展【1,2】。但ETC介導的能量重編程在腫瘤進展過程中的調控機制尚不清楚。
  • 流感病毒複製周期調控機制研究取得進展—新聞—科學網
    本報訊 中國農業科學院哈爾濱獸醫研究所國家禽流感參考實驗室日前在宿主蛋白調控流感病毒複製周期機制研究方面取得突破性進展
  • 非編碼RNA的調控作用機制研究計劃項目指南—新聞—科學網
    對真核細胞中非編碼RNA及其基因的發掘和功能研究，有可能揭示一個由非編碼RNA介導的遺傳信息傳遞方式和表達調控網絡，從不同於蛋白質編碼基因的角度注釋和闡明基因組的結構與功能，深入闡明生命活動的本質和規律。
  • 2019年度中國醫學重大進展在京發布—新聞—科學網
    在具體操作上，醫科院信息所採用文獻計量學與替代計量學結合的方法從基礎數據中篩選出「核心數據集」，再由領域專家與情報研究團隊共同進行內容研判、對比補充、綜合分析，得到備選進展。最後，由醫科院6個學部的學部委員對備選進展進行遴選並經專委會終審產生。
  • 2017中國十大醫學進展/新聞人物揭曉—新聞—科學網
    2018年1月1日，由《醫學科學報》、《中國科學報》、科學網、《科學新聞》雜誌主辦的「2017中國十大醫學進展/新聞人物評選活動
  • 首個山蒼子基因組圖譜:揭秘精油合成分子機制—新聞—科學網
    該團隊成功組裝全球首個染色體級別的高質量山蒼子基因組圖譜，並基於此揭示樟科物種進化及其精油合成分子機制。 南方有香樹 我國山蒼子栽培面積21.60萬畝，精油年產量14.01萬噸，為世界上最大的生產國和出口國，每年產生的經濟價值約20億元。
  • 遺傳發育所水稻次生壁形成調控機理研究獲進展
    遺傳發育所水稻次生壁形成調控機理研究獲進展 2017-11-28 遺傳與發育生物學研究所 【例如，水稻中次生壁合成水平與質量直接關係到株高、抗倒伏性等重要的農藝性狀，因而其合成受到嚴格調控。研究發現，大量NAC、MYB等類型的轉錄因子構成複雜的網絡，以應答植物體內外各種信號、精準調控次生壁生物合成。然而，迄今為止鑑定到的負調控因子極少。
  • 全新轉錄調控複合物可抑制轉錄—新聞—科學網
  • 森林土壤有機碳積累機制研究獲進展—新聞—科學網
    中國科學院華南植物園鼎湖山站博士熊鑫在教授周國逸和研究員張德強指導下，在森林土壤有機碳積累機制研究中取得新進展，首次提出凋落物分解過程中的產物去向，而非凋落物產量
  • 科學網—發現新生長素作用和調控機制
    中科院上海生科院植生所發現新生長素作用和調控機制   本報上海4月25日訊（記者黃辛）中科院上海生科院植物生理生態研究所薛紅衛研究組發現，蛋白酶體活性調節蛋白PTRE1介導了生長素對蛋白酶體活性的調控及生長素信號途徑重要因子Aux/IAA蛋白的降解，進而精細調控生長素信號和作用。
  • 微生物所在流感病毒聚合酶調控RNA合成機制研究領域取得進展
    流感病毒聚合酶對於病毒複製增殖和宿主適應都具有重要作用，並且在不同類型流感病毒中較為保守，是抗病毒藥物研發的重要靶點。因此對於流感病毒聚合酶工作機制的探索一直是研究熱點。>RNA起始階段的工作模型，推動了人們對流感病毒聚合酶調控不同RNA合成機制的理解，為抗病毒藥物開發提供了新靶點。
  • 科學家構建新型脂質體複合超分子水凝膠材料—新聞—科學網
    華東理工大學化工學院研究員王義明與教授郭旭虹團隊在仿生自組裝水凝膠領域的研究工作中獲新進展，團隊通過凝膠因子和磷脂分子的正交組裝，構建了具有應變增強特性的脂質體複合超分子水凝膠材料
  • 華東理工大學在超分子化學組裝調控化學發光領域取得新進展
    近日，華東理工大學化學與分子工程學院、費林加諾貝爾獎科學家聯合研究中心曲大輝教授課題組在超分子化學調控化學發光的研究中取得了重要進展，相關研究成果以「Color-Tunable Single-Fluorophore Supramolecular
  • 轉錄因子調控水稻細胞壁合成機理研究獲進展
    轉錄因子是水稻農藝性狀形成的一類重要調控因素，涉及產量、株高、生育期等，但如何影響水稻細胞壁的合成鮮有報導。近期研究團隊從反向遺傳學途徑，利用酵母單雜技術，對調控水稻細胞壁纖維素合成的轉錄因子OsMYB61進行文庫篩選，獲得NAC家族的一個轉錄因子OsSND2，研究表明OsSND2能夠結合OsMYB61的啟動子，調控OsMYB61的功能表達，影響纖維素的合成，從而導致細胞壁的結構變異。