Effectieve regulering van de structuur en eigenschappen van hybride perovskieten onder druk?

De verslaggever vernam van de Universiteit voor Wetenschap en Technologie van China dat het onderzoeksteam van professor Zeng Jie en universitair hoofddocent Zhou Shiming van het Hefei National Research Center for Microscale Matter Science en het Department of Chemical Physics een universele methode heeft ontwikkeld voor het bereiden van single{ {0}}atoomkatalysatoren door elektrochemische afzetting. Met behulp van deze methode hebben de onderzoekers met succes 34 soorten enkelvoudige-atoomkatalysatoren geprepareerd, die een verscheidenheid aan overgangsmetalen en een verscheidenheid aan substraten omvatten. De bijbehorende resultaten zijn onlangs gepubliceerd in Nature Communications.

Katalysatoren met één-atoom hebben veel aandacht getrokken in chemische reacties zoals hydrolyse, zuurstofreductie, kooldioxidehydrogenering en methaanconversie vanwege hun maximale atoomgebruik en unieke elektronische structuur. De huidige methoden voor het synthetiseren van enkelvoudige-atoomkatalysatoren stellen echter relatief hoge eisen aan enkelvoudige atomen en substraten, en het is niet mogelijk om metalen enkelvoudige-atoomkatalysatoren op welk substraat dan ook te bereiden. Adaptieve enkelvoudige-atoomsynthesemethoden zijn van groot belang.

De onderzoekers voerden elektrochemische depositie uit onder het elektrochemische drie-elektrodensysteem en onderzochten het effect van depositieomstandigheden op de vorming van afzonderlijke atomen, en ontdekten dat wanneer de metaalbelasting onder een bepaalde limiet ligt, afzonderlijke atomen kunnen worden verkregen ; Dan is er de vorming van metaalclusters of deeltjes, een verandering die lijkt op het kiemvormingsproces in kristalgroei in de vloeibare fase. Om de universaliteit van de methode te bewijzen, hebben de onderzoekers met succes single-atoomkatalysatoren verkregen die 3D-, 4D- en 5D-metalen omvatten op substraten zoals kobalthydroxide, molybdeensulfide, mangaanoxide en stikstof- gedoteerde koolstof en het bereide Na de structurele karakterisering van de enkel-atoomkatalysator, werd gevonden dat dezelfde enkel-atoomkatalysator verkregen door kathode- en anodeafzetting verschillende elektronische structuren heeft, wat de mogelijkheid biedt van zijn toepassing in verschillende katalytische reacties.

De experimentele resultaten laten zien dat sommige van de door kathodische afzetting verkregen katalysatoren uitstekende prestaties vertonen in de elektrokatalytische waterstofontwikkelingsreactie. Tegelijkertijd vertoonden sommige door anodische depositie verkregen katalysatoren ook goede prestaties bij de elektrokatalytische zuurstofontwikkelingsreactie. Elektrochemische tests tonen aan dat het systeem een ​​volledige hydrolysestroomdichtheid van 10 mA/cm2 kan bereiken met slechts een potentiaal van 1,39 V, waarmee het record voor het laagste potentiaal in alkalische elektrolyten wordt verbroken.

Deze universele benadering zorgt niet alleen voor nieuwe vitaliteit op het gebied van enkelvoudige-atoomkatalyse, maar biedt ook nieuwe ideeën voor het systematisch bestuderen van de relatie tussen katalysatorstructuur en prestaties in de toekomst.