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中科大制备34种单原子催化剂

作者:亚洲游戏集团官网 时间:2021-01-19 09:27
本文摘要:最近,中国科学技术大学的研究团队开发了一种通用的电化学沉积制备单原子催化剂的方法,成功制备了34种单原子催化剂,覆盖了多种过渡金属和基底。相关结果发表于《大自然通讯》。研究人员在电化学三电极体系下进行电化学沉积,探索沉积条件对单原子原子组成的影响。发现当金属负载量高于一定限度时,可以得到单原子原子;低于这个极限,就有金属团簇或颗粒,类似于液相晶体生长中的温度梯度过程。

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最近,中国科学技术大学的研究团队开发了一种通用的电化学沉积制备单原子催化剂的方法,成功制备了34种单原子催化剂,覆盖了多种过渡金属和基底。相关结果发表于《大自然通讯》。研究人员在电化学三电极体系下进行电化学沉积,探索沉积条件对单原子原子组成的影响。发现当金属负载量高于一定限度时,可以得到单原子原子;低于这个极限,就有金属团簇或颗粒,类似于液相晶体生长中的温度梯度过程。

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为了证明这种方法的普适性,研究人员成功地在氢氧化钴、硫化钼、氧化锰和掺氮碳等基底上获得了覆盖3d、4d和5d金属的单原子催化剂,并发现阴极和阳极沉积的同一种单原子催化剂具有不同的电子结构,这使得将其应用于不同的催化反应成为可能。实验结果表明,从阴极沉积中扣除的一些催化剂在电催化析氢反应中表现出优异的性能。

同时,从阳极沉积中扣除的一些催化剂在电催化析氧反应中也表现出良好的性能。这种通用的方法不仅给单原子催化剂领域带来了新的活力,也为今后系统研究催化剂结构与性能的关系获得了新思路。单原子催化剂因其最大化的原子利用率和独特的电子结构,在水解、氧还原、二氧化碳加氢、甲烷转化等化学反应中受到广泛关注。然而,目前制备单原子催化剂的方法对单原子和底物的排斥性低,不能构建在任何底物上制备任何金属单原子催化剂。

因此,开发一种对基底和金属无选择性的通用单原子制备方法具有重要意义。


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