Efektívna regulácia štruktúry a vlastností hybridných perovskitov pod tlakom?

Reportér sa z Čínskej univerzity vedy a technológie dozvedel, že výskumný tím profesora Zeng Jie a docenta Zhou Shiminga z Národného výskumného centra Hefei pre vedu o hmote v mikroškáloch a Katedry chemickej fyziky vyvinuli univerzálnu metódu na prípravu jedného{ {0}}atómové katalyzátory elektrochemickým vylučovaním. pomocou tejto metódy vedci úspešne pripravili 34 druhov jednoatómových katalyzátorov pokrývajúcich rôzne prechodné kovy a rôzne substráty. Súvisiace výsledky boli nedávno publikované v Nature Communications.

Jedno{0}}atómové katalyzátory pritiahli veľkú pozornosť pri chemických reakciách, ako je hydrolýza, redukcia kyslíka, hydrogenácia oxidu uhličitého a konverzia metánu, a to vďaka ich maximálnemu využitiu atómov a jedinečnej elektronickej štruktúre. Súčasné metódy syntézy jednoatómových katalyzátorov však kladú relatívne vysoké požiadavky na jednotlivé atómy a substráty a nie je možné pripraviť žiadne jednoatómové kovové katalyzátory na akomkoľvek substráte. Adaptívne jedno{3}}atómové metódy syntézy majú veľký význam.

Výskumníci vykonali elektrochemickú depozíciu v rámci elektrochemického troj{0}}elektródového systému a skúmali vplyv podmienok depozície na tvorbu jednotlivých atómov a zistili, že keď je zaťaženie kovu pod určitou hranicou, možno získať jednotlivé atómy ; Potom dochádza k tvorbe kovových zhlukov alebo častíc, čo je zmena podobná procesu nukleácie pri raste kryštálov v kvapalnej fáze. S cieľom dokázať univerzálnosť metódy výskumníci úspešne získali jedno-atómové katalyzátory pokrývajúce 3d, 4d a 5d kovy na substrátoch, ako je hydroxid kobaltnatý, sulfid molybdénu, oxid mangánu a dusík- dopovaný uhlík a pripravený Po štrukturálnej charakterizácii katalyzátora s jedným-atómom sa zistilo, že rovnaký katalyzátor s jedným-atómom získaný nanášaním katódou a anódou má rozdielne elektronické štruktúry, čo umožňuje jeho aplikácie v rôznych katalytických reakciách.

Experimentálne výsledky ukazujú, že niektoré katalyzátory získané katódovou depozíciou vykazujú vynikajúci výkon pri elektrokatalytickej reakcii vývoja vodíka. Súčasne niektoré katalyzátory získané anodickou depozíciou tiež vykazovali dobrý výkon pri elektrokatalytickej reakcii vývoja kyslíka. Elektrochemické testy ukazujú, že systém môže dosiahnuť plnú hydrolytickú prúdovú hustotu 10 mA/cm2 len s potenciálom 1,39 V, čím prekonal rekord najnižšieho potenciálu v alkalických elektrolytoch.

Tento univerzálny prístup nielenže vnáša novú vitalitu do oblasti jednoatómovej katalýzy, ale poskytuje aj nové nápady na systematické štúdium vzťahu medzi štruktúrou katalyzátora a výkonom v budúcnosti.