Učinkovita regulacija strukture i svojstava hibridnih perovskita pod pritiskom?

Novinar je s Kineskog sveučilišta za znanost i tehnologiju saznao da je istraživački tim profesora Zeng Jiea i izvanrednog profesora Zhou Shiminga iz Hefei Nacionalnog istraživačkog centra za znanost o mikroskalijskim tvarima i Odjela za kemijsku fiziku razvio univerzalnu metodu za pripremu katalizatora s jednim atomom elektrokemijskim taloženjem. , koristeći ovu metodu, istraživači su uspješno pripremili 34 vrste katalizatora s jednim atomom, pokrivajući razne prijelazne metale i razne podloge. Povezani rezultati nedavno su objavljeni u Nature Communications.

Katalizatori s jednim atomom privukli su veliku pozornost u kemijskim reakcijama kao što su hidroliza, smanjenje kisika, hidrogenacija ugljičnog dioksida i pretvorba metana zbog njihove maksimalne iskorištenosti atoma i jedinstvene elektroničke strukture. Međutim, trenutne metode sinteze katalizatora s jednim atomomom imaju relativno visoke zahtjeve na pojedinačnim atomima i podlogama, te nije moguće pripremiti nikakve metalne katalizatore s jednim atomomom na bilo kojem supstratu. Adaptivne metode sinteze jednog atoma od velikog su značaja.

Istraživači su proveli elektrokemijsko taloženje pod elektrokemijskim sustavom s tri elektrode i istražili učinak uvjeta taloženja na stvaranje pojedinačnih atoma i otkrili da kada je opterećenje metala ispod određene granice, mogu se dobiti pojedinačni atomi; Zatim dolazi do stvaranja metalnih nakupina ili čestica, promjena slična procesu nukleacije u rastu kristala u tekućoj fazi. Kako bi dokazali univerzalnost metode, istraživači su uspješno dobili katalizatore s jednim atomomom koji pokrivaju 3d, 4d i 5d metale na podlogama kao što su kobaltni hidroksid, molibden sulfid, manganov oksid i ugljik dopiran dušikom, a pripremljeni Nakon strukturne karakterizacije katalizatora s jednim atomomom, utvrđeno je da isti katalizator s jednim atomom dobiven taloženjem katode i anode ima različite elektroničke strukture, koji pruža mogućnost njegove primjene u različitim katalitičkim reakcijama.

Eksperimentalni rezultati pokazuju da neki od katalizatora dobivenih katodnim taloženjem pokazuju izvrsne performanse u reakciji evolucije elektrokatalitičkog vodika. Istodobno, neki katalizatori dobiveni anodičnim taloženjem također su pokazali dobre performanse u reakciji evolucije elektrokatalitičkog kisika. Elektrokemijska ispitivanja pokazuju da sustav može postići potpunu gustoću hidrolize struje od 10 mA/cm2 sa samo potencijalom od 1,39 V, rušeći rekord za najmanji potencijal u alkalnim elektrolitima.

Ovaj univerzalni pristup ne samo da ubrizgava novu vitalnost u područje katalize jednog atoma, već pruža i nove ideje za sustavno proučavanje odnosa između strukture katalizatora i performansi u budućnosti.