Regolazione efficace della struttura e delle proprietà delle perovskiti ibride sotto pressione?

Il giornalista ha appreso dall'Università della Scienza e della Tecnologia della Cina che il team di ricerca del professor Zeng Jie e del professore associato Zhou Shiming dell'Hefei National Research Center for Microscale Matter Science e del Dipartimento di Fisica Chimica ha sviluppato un metodo universale per preparare catalizzatori a singolo atomo mediante deposizione elettrochimica. , utilizzando questo metodo, i ricercatori hanno preparato con successo 34 tipi di catalizzatori a singolo atomo, che coprono una varietà di metalli di transizione e una varietà di substrati. I relativi risultati sono stati recentemente pubblicati su Nature Communications.

I catalizzatori a singolo atomo hanno attirato un'ampia attenzione in reazioni chimiche come l'idrolisi, la riduzione dell'ossigeno, l'idrogenazione dell'anidride carbonica e la conversione del metano grazie al loro utilizzo massimizzato dell'atomo e alla struttura elettronica unica. Tuttavia, gli attuali metodi per sintetizzare catalizzatori a singolo atomo hanno requisiti relativamente elevati su singoli atomi e substrati, e non è possibile preparare alcun catalizzatore metallico a singolo atomo su qualsiasi substrato. I metodi di sintesi adattivi a singolo atomo sono di grande importanza.

I ricercatori hanno effettuato la deposizione elettrochimica sotto il sistema elettrochimico a tre elettrodi e hanno esplorato l'effetto delle condizioni di deposizione sulla formazione di singoli atomi e hanno scoperto che quando il carico di metallo è al di sotto di un certo limite, è possibile ottenere singoli atomi; Poi c'è la formazione di ammassi metallici o particelle, un cambiamento simile al processo di nucleazione nella crescita dei cristalli in fase liquida. Al fine di dimostrare l'universalità del metodo, i ricercatori hanno ottenuto con successo catalizzatori a singolo atomo che coprono metalli 3d, 4d e 5d su substrati come idrossido di cobalto, solfuro di molibdeno, ossido di manganese e carbonio drogato con azoto, e il preparato Dopo la caratterizzazione strutturale del catalizzatore a singolo atomo, è stato scoperto che lo stesso catalizzatore a singolo atomo ottenuto per catodo e deposizione anodica ha strutture elettroniche diverse, che fornisce la possibilità della sua applicazione in diverse reazioni catalitiche.

I risultati sperimentali mostrano che alcuni dei catalizzatori ottenuti per deposizione catodica mostrano eccellenti prestazioni nella reazione di evoluzione elettrocatalitica dell'idrogeno. Allo stesso tempo, alcuni catalizzatori ottenuti per deposizione anodica hanno anche mostrato buone prestazioni nella reazione di evoluzione elettrocatalitica dell'ossigeno. I test elettrochimici dimostrano che il sistema può raggiungere una densità di corrente di idrolisi completa di 10 mA / cm2 con solo un potenziale di 1,39 V, battendo il record per il potenziale più basso negli elettroliti alcalini.

Questo approccio universale non solo inietta nuova vitalità nel campo della catalisi a singolo atomo, ma fornisce anche nuove idee per studiare sistematicamente la relazione tra struttura del catalizzatore e prestazioni in futuro.