氧化钨在化学转化中作为催化剂的应用

近期，一项新的研究向我们展示了氧化钨（WO₃）如何在可持续的化学转化中作为催化剂使用。该项目利用计算模拟来了解WO₃如何在分子水平上与氢气相互作用，并通过实验室实验验证了这些发现。

从食品制造到化学生产，工程师们依靠催化材料进行大量的应用，因此寻找高效、环保的催化材料是一个重要的研究方向。由匹兹堡大学斯旺森工程学院（University of Pittsburgh Swanson School of Engineering）领导的新研究可能会引领基于氧化钨和类似化合物的新型可持续催化材料的诞生。

（来源：Evan V. Miu/JACS）

这项研究题为“The Sensitivity of Metal Oxide Electrocatalysis to Bulk Hydrogen Intercalation: Hydrogen Evolution on Tungsten Oxide.”的文章已经发表在《美国化学会杂志》（2022）144（14）上。这项研究主要由Evan V. Miu, James R. McKone和Giannis Mpourmpaki等人开展。

“WO₃是一种催化剂，可以通过使用阳光或可再生电力来加速可持续的化学转换。”Mpourmpakis说：“这种化合物有一种与氢原子相互作用的独特方式，使它特别擅长参与需要生产或使用氢的化学反应。”

“我们最感兴趣的化学反应类型包括利用氢气将二氧化碳转化为有用的燃料和化学品，”McKone补充道。虽然大多数催化材料只在其表面与氢气等分子相互作用，但WO₃也能将氢气插入其三维晶格。研究人员的高级建模能够表明，这一过程对催化剂表面实际发生的情况有巨大影响。

这项工作为设计一个基于氧化钨和类似化合物的全新的催化剂系列提供了可能性，使用该团队的计算方法来预测其催化特性。McKone说：“我们可以设计催化材料，以恰到好处的方式提供氢气，使水和电的化学转换与我们今天使用的化石燃料一样有效。”

这个项目是Mpourmpakis的CANELa实验室和McKone实验室之间的合作，首席作者Miu是国家科学基金会的研究生，通过应用实验和计算方法，研究热催化和电催化的桥梁。

（来源：Evan V. Miu/JACS）

Miu说：“与Mpourmpakis和McKone教授合作，给了我们一个在实验的界面上操作的机会。这些帮助我们深入了解了金属氧化物青铜器如何催化氢气，我们很高兴能应用我们的发现，并向更可持续的化学过程迈出有意义的一步。”

• < 上页
• 下页 >