Ефективне регулювання структури і властивостей гібридних перовскітів під тиском?

Репортер дізнався з Університету науки і техніки Китаю, що дослідницька група професора Цзен Цзе і доцента Чжоу Шимінга з Національного дослідницького центру хефейського національного дослідницького центру наук про мікромасштабну матерію і кафедри хімічної фізики розробила універсальний метод підготовки одноатомних каталізаторів електрохімічним осадженням. За допомогою цього методу дослідники успішно підготували 34 види одноатомних каталізаторів, що охоплюють різноманітні перехідні метали і різноманітні субстрати. Відповідні результати були нещодавно опубліковані в Nature Communications.

Одноатомні каталізатори привернули велику увагу в хімічних реакціях, таких як гідроліз, зниження кисню, гідрогенізація вуглекислого газу та перетворення метану завдяки їх максимальному використанню атомів та унікальній електронній структурі. Однак сучасні методи синтезу одноатомних каталізаторів мають відносно високі вимоги до одиночних атомів і субстратів, і підготувати будь-які металеві одноатомні каталізатори на будь-якому субстраті не представляється можливим. Велике значення мають адаптивні одноатомні методи синтезу.

Дослідники провели електрохімічне осадження під електрохімічною триелектронною системою, а також вивчили вплив умов осадження на формування окремих атомів, і з'ясували, що при навантаженні металу нижче певної межі можна отримати поодинокі атоми; Потім відбувається утворення металевих скупчень або частинок, зміна, схожа на процес нуклеації в кристалічному зростанні в рідкій фазі. Для того, щоб довести універсальність методу, дослідники успішно отримали одноатомні каталізатори, що охоплюють 3d, 4d і 5d метали на субстратах, таких як гідроксид кобальту, сульфід молібдену, оксид марганцю і азотно-легований вуглець, а також підготовлений Після структурної характеристики одноатомного каталізатора було встановлено, що той же одноатомний каталізатор, отриманий катодним і анодним осадженням, має різні електронні структури, що забезпечує можливість його застосування в різних каталітичних реакціях.

Експериментальні результати показують, що деякі каталізатори, отримані шляхом катодного осадження, показують відмінну продуктивність в реакції електрокаталітичного еволюції водню. У той же час деякі каталізатори, отримані анодічним осадженням, також показали хорошу продуктивність в електрокаталітичній реакції еволюції кисню. Електрохімічні тести показують, що система може досягти повної щільності струму гідролізу 10 мА/см2 лише з потенціалом 1,39 В, побивши рекорд найнижчого потенціалу в лужних електролітах.

Цей універсальний підхід не тільки вводить нову життєздатність в область одноатомного каталізу, але і надає нові ідеї для систематичного вивчення взаємозв'язку між структурою каталізатора і продуктивністю в майбутньому.