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Enhanced ethanol production inside carbon-nanotube reactors containing catalytic particles

碳纳米管 材料科学 催化作用 纳米管 纳米技术 化学工程 纳米复合材料 乙醇 化学物理 碳纤维 化学 有机化学 复合材料 复合数 工程类
作者
Xiulian Pan,Zhiping Fan,Wei Chen,Yunjie Ding,Hong-Yuan Luo,Xinhe Bao
出处
期刊:Nature Materials [Springer Nature]
卷期号:6 (7): 507-511 被引量:860
标识
DOI:10.1038/nmat1916
摘要

Carbon nanotubes (CNTs) have well-defined hollow interiors and exhibit unusual mechanical and thermal stability as well as electron conductivity1. This opens intriguing possibilities to introduce other matter into the cavities2,3,4,5, which may lead to nanocomposite materials with interesting properties or behaviour different from the bulk6,7,8. Here, we report a striking enhancement of the catalytic activity of Rh particles confined inside nanotubes for the conversion of CO and H2 to ethanol. The overall formation rate of ethanol (30.0 mol mol−1Rh h−1) inside the nanotubes exceeds that on the outside of the nanotubes by more than an order of magnitude, although the latter is much more accessible. Such an effect with synergetic confinement has not been observed before in catalysis involving CNTs. We believe that our discovery may be of a quite general nature and could apply to many other processes. It is anticipated that this will motivate theoretical and experimental studies to further the fundamental understanding of the host–guest interaction within carbon and other nanotube systems.
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