Effektiv reglering av strukturen och egenskaperna hos hybridperovskiter under tryck?
Mar 07, 2022
Reportern lärde sig av University of Science and Technology of China att forskargruppen av professor Zeng Jie och docent Zhou Shiming vid Hefei National Research Center for Microscale Matter Science och Institutionen för kemisk fysik har utvecklat en universell metod för att förbereda enatomkatalysatorer genom elektrokemisk deposition. , med denna metod, förberedde forskarna framgångsrikt 34 typer av enatomkatalysatorer, som täcker en mängd olika övergångsmetaller och en mängd olika substrat. De relaterade resultaten publicerades nyligen i Nature Communications.
Enatomskatalysatorer har fått stor uppmärksamhet i kemiska reaktioner som hydrolys, syrereduktion, koldioxidre hydrogenering och metanomvandling på grund av deras maximerade atomutnyttjande och unika elektroniska struktur. De nuvarande metoderna för att syntetisera enatomkatalysatorer har dock relativt höga krav på enstaka atomer och substrat, och det är inte möjligt att förbereda några metallkatatomkatalysatorer på något substrat. Adaptiva enatomsyntesmetoder har stor betydelse.
Forskarna utförde elektrokemisk deposition under det elektrokemiska treelektrodsystemet och undersökte effekten av depositionsförhållanden på bildandet av enstaka atomer, och fann att när metallbelastningen ligger under en viss gräns kan enstaka atomer erhållas; Sedan finns det bildandet av metallkluster eller partiklar, en förändring som liknar nukleationsprocessen i kristalltillväxt i vätskefasen. För att bevisa metodens universalitet erhöll forskarna framgångsrikt enatomkatalysatorer som täcker 3d-, 4d- och 5d-metaller på substrat som kobolthydroxid, molybdensulfid, manganoxid och kvävedäbbt kol, och den beredda Efter den strukturella karakteriseringen av enatomkatalysatorn fann man att samma enatomkatalysator som erhålls genom katoden och anoddepositionen har olika elektroniska strukturer, vilket ger möjlighet till dess tillämpning i olika katalytiska reaktioner.
De experimentella resultaten visar att några av de katalysatorer som erhålls genom katodisk deposition visar utmärkt prestanda i den elektrokatalytiska väte evolution reaktionen. Samtidigt visade vissa katalysatorer som erhållits genom anodisk deposition också god prestanda i den elektrokatalytiska syre evolution reaktionen. Elektrokemiska tester visar att systemet kan uppnå en fullständig hydrolysströmtäthet på 10 mA/cm2 med endast en potential på 1,39 V, vilket slår rekordet för den lägsta potentialen i alkaliska elektrolyter.
Detta universella tillvägagångssätt injicerar inte bara ny vitalitet i området en-atom katalys, men ger också nya idéer för att systematiskt studera förhållandet mellan katalysatorstruktur och prestanda i framtiden.
