Effektive Regulierung der Struktur und Eigenschaften von Hybrid-Perowskiten unter Druck?
Mar 07, 2022
Der Reporter erfuhr von der University of Science and Technology of China, dass das Forschungsteam von Professor Zeng Jie und Associate Professor Zhou Shiming vom Hefei National Research Center for Microscale Matter Science und dem Department of Chemical Physics eine universelle Methode zur Herstellung einzelner { {0}}Atomkatalysatoren durch elektrochemische Abscheidung. Mit dieser Methode stellten die Forscher erfolgreich 34 Arten von Einzel-atom-Katalysatoren her, die eine Vielzahl von Übergangsmetallen und eine Vielzahl von Substraten abdeckten. Die entsprechenden Ergebnisse wurden kürzlich in Nature Communications veröffentlicht.
Einzel--Atom-Katalysatoren haben bei chemischen Reaktionen wie Hydrolyse, Sauerstoffreduktion, Kohlendioxidhydrierung und Methanumwandlung aufgrund ihrer maximalen Atomnutzung und einzigartigen elektronischen Struktur große Aufmerksamkeit auf sich gezogen. Die aktuellen Methoden zur Synthese von Einzel--Atom-Katalysatoren haben jedoch relativ hohe Anforderungen an Einzelatome und Substrate, und es ist nicht möglich, beliebige Metall-Einzel--Atom-Katalysatoren auf irgendeinem Substrat herzustellen. Adaptive Einzel--Synthesemethoden sind von großer Bedeutung.
Die Forscher führten eine elektrochemische Abscheidung unter dem elektrochemischen Drei--Elektrodensystem durch und untersuchten die Auswirkung der Abscheidungsbedingungen auf die Bildung einzelner Atome und stellten fest, dass einzelne Atome erhalten werden können, wenn die Metallbeladung unter einer bestimmten Grenze liegt ; Dann gibt es die Bildung von Metallclustern oder -partikeln, eine Veränderung ähnlich dem Keimbildungsprozess beim Kristallwachstum in der flüssigen Phase. Um die Universalität der Methode zu beweisen, erhielten die Forscher erfolgreich Einzel-atom-Katalysatoren, die 3d-, 4d- und 5d-Metalle auf Substraten wie Kobalthydroxid, Molybdänsulfid, Manganoxid und Stickstoff abdeckten- dotierter Kohlenstoff und die hergestellte Nach der strukturellen Charakterisierung des Einzel--Atom-Katalysators wurde festgestellt, dass derselbe Einzel--Atom-Katalysator, der durch Kathoden- und Anodenabscheidung erhalten wurde, unterschiedliche elektronische Strukturen aufweist, was die Möglichkeit bietet seiner Anwendung in verschiedenen katalytischen Reaktionen.
Die experimentellen Ergebnisse zeigen, dass einige der durch kathodische Abscheidung erhaltenen Katalysatoren eine hervorragende Leistung in der elektrokatalytischen Wasserstoffentwicklungsreaktion zeigen. Gleichzeitig zeigten einige durch anodische Abscheidung erhaltene Katalysatoren auch eine gute Leistung in der elektrokatalytischen Sauerstoffentwicklungsreaktion. Elektrochemische Tests zeigen, dass das System eine volle Hydrolysestromdichte von 10 mA/cm2 mit nur einem Potential von 1,39 V erreichen kann, was den Rekord für das niedrigste Potential in alkalischen Elektrolyten bricht.
Dieser universelle Ansatz bringt nicht nur neue Vitalität in das Gebiet der Einzel--Atom-Katalyse, sondern liefert auch neue Ideen für die systematische Untersuchung der Beziehung zwischen Katalysatorstruktur und -leistung in der Zukunft.
