http://www.physorg.com/news122897190.html
February 22, 2008
一個在分子化學當中的發現，也許能協助移除廣泛使用的柴油引擎與其他省油之「稀薄燃燒（lean burn）」車輛引擎的障礙。美國能源部 PNNL 的研究者首次記錄到某些用於排放控制裝置中的催化材料如何被建構。
PNNL 團隊觀察到氧化鋇如何將自己吸附到γ-氧化鋁的表面上。氧化鋇是種化合物，能從排氣管的排放中吸收有毒的氮氧化物，通常被稱為 NOx。γ-氧化鋁是氧化鋁（礬土）的一種形式，那用來當作催化材料的支撐物，例如氧化鋇，那是排氣系統中的活性成份。
"這項發現鼓舞人心，因為了解催化劑的分子與原子細節，能直接發現改善它們的新方法，" PNNL 的研究者 Janos Szanyi 說。氧化鋇固定（anchored）在氧化鋁表面這種方法，指出催化材料從何處開始形成的確切位置 -- 以及它們如何能用來吸收 NOx 排放。
稀薄燃燒引擎至多能節省 35% 以上的燃料，因為與傳統內然引擎相較，它們將更多的空氣與汽油混合。不過更有效率的引擎卻無法符合嚴格的排放標準，因為當前的後處理裝置無法有效地減少 NOx 的排放。新催化劑是稀薄燃燒引擎的經濟與環保利益能夠被實現之前不可或缺的東西。
氧化鋁是種常見且相對便宜的催化劑支撐材料。其表面結構、組成與熱穩定性已是許多研究的題材，不過氧化鋁顆粒太小，而貧乏的結晶很難進行表面分析。研究者利用世界第一具 900-MHz 的 NMR 頻譜來揭露固定行為。此儀器位於 William R. Wiley Environmental Molecular Sciences Laboratory，在 PNNL 的 DOE 國家科學使用者設施。
科學家知道氧化鋁中的鋁離子與 4 或 6 個氧離子配位（coordinated），或鍵結。當水存在時，在表面的鋁離子有 10% - 15% 會與 6 個氧離子結合：1 個在大量的鋁之下，4 個在表面上，1 個則在頂端與水分子共用 1 個氧離子。
加熱後只會留下只有 5 個氧離子鍵結的鋁離子。在這種「五配位」態中，鋁開放與氧化鋇結合。來自於 NMR 頻譜的結果顯示，催化劑填滿每個五配位處，一個原子對一個原子。
該團隊現在檢查γ-氧化鋁與其他金屬與金屬氧化物顆粒之間的交互作用，以測定五配位鋁離子是否為其他催化材料的適當結合地點。
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http://dx.doi.org/10.1016/j.jcat.2007.06.029
Ja Hun Kwaka, Jian Zhi Hua, Do Heui Kima, Janos Szanyia and＊ 妙哉！新合金可及時產生氫氣供大規模使用
Charles H.F. Peden
Journal of Catalysis Volume 251, Issue 1,
1 October 2007, Pages 189-194
doi:10.1016/j.jcat.2007.06.029
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