A nyomás alatt lévő hibrid perovszkitok szerkezetének és tulajdonságainak hatékony szabályozása?
Mar 07, 2022
A riporter a Kínai Tudományos és Technológiai Egyetemről megtudta, hogy Zeng Jie professzor és Zhou Shiming, a Hefei Mikroméretű Anyagtudományi Kutatóközpont és a Kémiai Fizikai Tanszék kutatócsoportja kifejlesztett egy univerzális módszert az egyatomos katalizátorok elektrokémiai lerakódással történő előkészítésére. Ezzel a módszerrel a kutatók sikeresen elkészítették a 34 féle egyatomos katalizátort, amelyek különböző átmeneti fémeket és különböző szubsztrátumokat fednek le. Az eredményeket nemrég tették közzé a Nature Communications-ben.
Az egyatomos katalizátorok széles körű figyelmet kaptak a kémiai reakciókban, mint például a hidrolízis, az oxigéncsökkentés, a szén-dioxid hidrogénezése és a metán átalakítása a maximális atomfelhasználás és az egyedülálló elektronikus szerkezet miatt. Az egyatomos katalizátorok szintetizálására szolgáló jelenlegi módszerek azonban viszonylag magas követelményeket támasztanak az egyes atomokkal és szubsztrátumokkal szemben, és nem lehet fém egyatomos katalizátorokat készíteni semmilyen szubsztrátumon. Az adaptív egyatomos szintézis módszerek nagy jelentőséggel bírnak.
A kutatók elektrokémiai lerakódást végeztek az elektrokémiai háromelektróda rendszer alatt, és megvizsgálták a lerakódási feltételek hatását az egyes atomok képződésére, és megállapították, hogy ha a fémterhelés egy bizonyos határérték alatt van, egyetlen atomot lehet beszerezni; Ezután ott van a fém klaszterek vagy részecskék kialakulása, hasonló változás, amely hasonló a folyadékfázis kristálynövekedésének nukleációs folyamatához. A módszer egyetemességének bizonyítása érdekében a kutatók sikeresen szereztek be egyatomos katalizátorokat, amelyek 3d, 4d és 5d fémeket fednek le olyan szubsztrátumokon, mint a kobalt-hidroxid, a molibdén-szulfid, a mangán-oxid és a nitrogén-doppingolt szén, valamint az elkészített Az egyatomos katalizátor szerkezeti jellemzése után megállapították, hogy ugyanaz az egyatomos katalizátor, amelyet katód és anódlerakódás nyer, különböző elektronikus szerkezetekkel rendelkezik, amely lehetőséget biztosít annak alkalmazására különböző katalitikus reakciókban.
A kísérleti eredmények azt mutatják, hogy a katódos lerakódással nyert katalizátorok némelyike kiváló teljesítményt mutat az elektrokatalitikus hidrogén evolúciós reakciójában. Ugyanakkor az anódos lerakódással nyert egyes katalizátorok szintén jó teljesítményt mutattak az elektrokatalitikus oxigénfejlődési reakcióban. Az elektrokémiai vizsgálatok azt mutatják, hogy a rendszer 10 mA/cm2 teljes hidrolízis áramsűrűséget képes elérni, mindössze 1,39 V potenciállal, megdöntve a lúgos elektrolitok legalacsonyabb potenciáljának rekordját.
Ez az egyetemes megközelítés nemcsak új vitalitást injektál az egyatomos katalízis területére, hanem új ötleteket is a katalizátorszerkezet és a teljesítmény közötti kapcsolat szisztematikus tanulmányozásához a jövőben.
