Effektiv regulering af strukturen og egenskaberne af hybride perovskitter under tryk?
Mar 07, 2022
Reporteren erfarede fra University of Science and Technology i Kina, at forskerholdet af professor Zeng Jie og lektor Zhou Shiming fra Hefei National Research Center for Microscale Matter Science og Department of Chemical Physics har udviklet en universel metode til at forberede enkelt{ {0}}atomkatalysatorer ved elektrokemisk aflejring. Ved hjælp af denne metode har forskerne med succes forberedt 34 slags enkelt-atomkatalysatorer, der dækker en række forskellige overgangsmetaller og en række forskellige substrater. De relaterede resultater blev for nylig offentliggjort i Nature Communications.
Enkelt-atomkatalysatorer har tiltrukket sig omfattende opmærksomhed i kemiske reaktioner såsom hydrolyse, oxygenreduktion, carbondioxidhydrogenering og methankonvertering på grund af deres maksimerede atomudnyttelse og unikke elektroniske struktur. De nuværende metoder til at syntetisere enkelt-atomkatalysatorer stiller imidlertid relativt høje krav til enkeltatomer og substrater, og det er ikke muligt at fremstille nogen enkelt-metalkatalysatorer på noget substrat. Adaptive enkelt-atomsyntesemetoder er af stor betydning.
Forskerne udførte elektrokemisk aflejring under det elektrokemiske tre-elektrodesystem og undersøgte effekten af aflejringsbetingelser på dannelsen af enkelte atomer og fandt ud af, at når metalbelastningen er under en vis grænse, kan enkelte atomer opnås ; Så er der dannelsen af metalklynger eller partikler, en ændring svarende til kernedannelsesprocessen i krystalvækst i væskefasen. For at bevise universaliteten af metoden opnåede forskerne med succes enkelt-atomkatalysatorer, der dækkede 3d, 4d og 5d metaller på substrater såsom cobalthydroxid, molybdænsulfid, manganoxid og nitrogen- doteret kulstof, og det fremstillede Efter den strukturelle karakterisering af enkelt-atomkatalysatoren blev det fundet, at den samme enkelt-atomkatalysator opnået ved katode- og anodeaflejring har forskellige elektroniske strukturer, hvilket giver mulighed for dets anvendelse i forskellige katalytiske reaktioner.
De eksperimentelle resultater viser, at nogle af katalysatorerne opnået ved katodisk aflejring viser fremragende ydeevne i den elektrokatalytiske hydrogenudviklingsreaktion. På samme tid viste nogle katalysatorer opnået ved anodisk afsætning også god ydeevne i den elektrokatalytiske oxygenudviklingsreaktion. Elektrokemiske test viser, at systemet kan opnå en fuld hydrolysestrømtæthed på 10 mA/cm2 med kun et potentiale på 1,39 V, hvilket slår rekorden for det laveste potentiale i alkaliske elektrolytter.
Denne universelle tilgang tilfører ikke kun ny vitalitet inden for enkelt-atom-katalyse, men giver også nye ideer til systematisk at studere forholdet mellem katalysatorstruktur og ydeevne i fremtiden.
