中科院大連化物所鄧德會(huì)副研究員和包信和院士帶領(lǐng)的研究團(tuán)隊(duì)，在長(zhǎng)期研究二維催化材料和納米限域催化的基礎(chǔ)上，成功地將FeN4結(jié)構(gòu)限域在納米石墨烯骨架中，使其具有優(yōu)異的催化活性和穩(wěn)定性，能夠在室溫甚至0℃高選擇性地催化氧化苯生成苯酚。這一研究結(jié)果給低溫下高效選擇氧化的非貴金屬催化劑的設(shè)計(jì)提供了新的思路和借鑒，同時(shí)對(duì)于石墨烯制備技術(shù)的升級(jí)和產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)也是利好。

該研究團(tuán)隊(duì)經(jīng)過(guò)5年多的探索，通過(guò)高能球磨酞菁鐵分子與石墨烯納米片，通過(guò)控制球磨條件，巧妙地利用N原子與石墨烯的C原子形成強(qiáng)的共價(jià)鍵，使N原子作為一個(gè)“錨”來(lái)穩(wěn)定配位不飽和的鐵中心。該研究團(tuán)隊(duì)還與東南大學(xué)、中科院物理所、加拿大等多方合作，實(shí)現(xiàn)了納米石墨烯限域單原子鐵催化劑研究的突破，首次觀察到FeN4在石墨烯骨架中的原子結(jié)構(gòu)。進(jìn)一步的理論計(jì)算表明，形成的FeN4結(jié)構(gòu)能夠在石墨烯骨架中有效穩(wěn)定，并且能高效分解雙氧水，進(jìn)而可以在室溫甚至0℃下催化苯氧化生成苯酚。

在該項(xiàng)研究中，納米石墨烯鐵催化劑的表征采用的是美國(guó)麥克儀器公司經(jīng)典全自動(dòng)化學(xué)吸附儀AutoChem系列。自AutoChem系列發(fā)布至今，它已經(jīng)成為全球各個(gè)著名大學(xué)以及研究結(jié)構(gòu)的首選儀器。其中不乏中國(guó)知名學(xué)府和研究院，中科院大連化物所、清華大學(xué)、同濟(jì)大學(xué)、華東理工、華南理工、天津大學(xué)、復(fù)旦大學(xué)、廈門大學(xué)、山西煤化所、西安交通大學(xué)、吉林大學(xué)、中科院過(guò)程所、中石化石油化工科學(xué)研究院、中海油天津化工研究院、蘭州石油化工研究院、上海石油化工研究院等等都是AutoChem系列的用戶。

AutoChem系列具有如下技術(shù)特征：

4個(gè)內(nèi)部控溫區(qū)可獨(dú)立加熱，管路最高達(dá)150℃。避免管路中存在冷凝點(diǎn)，可進(jìn)行蒸汽實(shí)驗(yàn)。

內(nèi)部管路體積小，保證了高分辨率與快速檢測(cè)，減小了計(jì)算氣體體積時(shí)的偏差。

高靈敏度的線性熱傳導(dǎo)檢測(cè)器(TCD)確保校準(zhǔn)體積保持恒定，從而峰面積與反應(yīng)氣體體積成正比關(guān)系。

四個(gè)高精度的質(zhì)量流量計(jì)保證非常準(zhǔn)確、可程序控制的氣體流量控制，確?；€穩(wěn)定和精確測(cè)量氣體體積。

抗腐蝕性檢測(cè)器燈絲可分析大多數(shù)腐蝕性氣體，減少燈絲氧化。

開(kāi)合式加熱爐可加熱石英樣品管到1100℃。可設(shè)定多個(gè)升溫速率和分析參數(shù)，便于進(jìn)行設(shè)計(jì)分析實(shí)驗(yàn)。

KwikCool冷卻爐可使?fàn)t溫快速下降到環(huán)境溫度，縮短分析時(shí)間，提高測(cè)試量。

分別用于制備氣、載氣和Loop氣的十二個(gè)進(jìn)氣口可連接更多的氣體，進(jìn)行更為復(fù)雜的實(shí)驗(yàn)，例如TPR/TPO循環(huán)。

質(zhì)譜儀端口和集成軟件可同時(shí)在熱導(dǎo)檢測(cè)器和質(zhì)譜儀上進(jìn)行檢測(cè)。

蒸汽發(fā)生器可進(jìn)行蒸汽吸附反應(yīng)，例如吡啶、苯和水。