纳米催化是指发生在具备纳米尺度结构的催化材料表面上的催化反应过程,以及由于催化剂所具有的纳米尺度而表现出的独特催化效应。典型的纳米催化剂包括零维纳米粒子或纳米簇,一维纳米线、纳米棒和纳米管,以及二维纳米薄膜。在这些纳米结构上发生的反应通常表现出与体相材料迥异的催化性能。这种催化特性的变化一般是由于纳米尺寸效应、纳米形貌效应、纳米界面效应以及纳米限域效应等因素引起的。例如,体相金一直被认为是催化惰性的,但是纳米金在诸多反应中表现出优异的催化性能。分子筛内纳米孔道中的催化反应通常表现出很好的选择性催化效应。近年来,由于纳米合成方法的发展,可以实现纳米材料的可控设计和组装。同时,纳米表征技术的进步使得能够在原子和分子尺度上对纳米结构表面上的催化反应过程进行研究。这些进展大大促进了新的纳米催化剂体系的设计和开发,有望解决在能源、环境、健康等领域发展中所面临的许多重大问题。
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