Efektivní regulace struktury a vlastností hybridních perovskitů pod tlakem?

Reportér se dozvěděl z Čínské univerzity vědy a technologie, že výzkumný tým profesora Zeng Jie a docenta Zhou Shiminga z Hefei National Research Center for Microscale Matter Science a katedry chemické fyziky vyvinul univerzální metodu pro přípravu jednoatomových katalyzátorů elektrochemickou depozicí. pomocí této metody vědci úspěšně připravili 34 druhů jednoatomových katalyzátorů, které pokrývají různé přechodné kovy a různé substráty. Související výsledky byly nedávno publikovány v Nature Communications.

Jednoatomové katalyzátory přitahují rozsáhlou pozornost v chemických reakcích, jako je hydrolýza, redukce kyslíku, hydrogenace oxidu uhličitého a přeměna metanu díky jejich maximálnímu využití atomů a jedinečné elektronické struktuře. Současné metody syntézy jednoatomových katalyzátorů však mají poměrně vysoké požadavky na jednotlivé atomy a substráty a není možné připravit žádné kovové jednoatomové katalyzátory na žádném substrátu. Adaptivní metody syntézy jednoho atomu mají velký význam.

Výzkumníci provedli elektrochemickou depozici pod elektrochemickým tříelektrodovým systémem a zkoumali vliv depozičních podmínek na tvorbu jednotlivých atomů a zjistili, že když je zatížení kovu pod určitou hranicí, lze získat jednotlivé atomy; Pak dochází k tvorbě kovových shluků nebo částic, což je změna podobná nukleačnímu procesu růstu krystalů v kapalné fázi. Aby se prokázala univerzálnost metody, vědci úspěšně získali jednoatomové katalyzátory pokrývající 3d, 4d a 5d kovy na substrátech, jako je hydroxid kobaltnatý, sulfid molybdenu, oxid manganičitý a uhlík dopovaný dusíkem, a připravený Po strukturní charakterizaci jednoatomového katalyzátoru bylo zjištěno, že stejný jednoatomový katalyzátor získaný depozicí katody a anody má různé elektronické struktury, což poskytuje možnost jeho aplikace v různých katalytických reakcích.

Experimentální výsledky ukazují, že některé z katalyzátorů získaných katodickou depozicí vykazují vynikající výkon v elektrokatalytické vodíkové evoluční reakci. Současně některé katalyzátory získané anodickou depozicí také vykazovaly dobrý výkon v elektrokatalytické reakci na evoluci kyslíku. Elektrochemické testy ukazují, že systém může dosáhnout plné hustoty hydrolýzního proudu 10 mA / cm2 s potenciálem pouze 1,39 V, čímž je překonán rekord pro nejnižší potenciál alkalických elektrolytů.

Tento univerzální přístup nejen vnáší novou vitalitu do oblasti jednoatomové katalýzy, ale také poskytuje nové nápady pro systematické studium vztahu mezi strukturou katalyzátoru a výkonem v budoucnu.