Hybridiperovskiittien rakenteen ja ominaisuuksien tehokas säätely paineen alaisena?

Toimittaja sai tietää Kiinan tiede- ja teknologiayliopistosta, että professori Zeng Jien ja apulaisprofessori Zhou Shimingin tutkimusryhmä Hefein kansallisesta mikromittakaavan ainetieteen tutkimuskeskuksesta ja kemian fysiikan laitokselta on kehittänyt yleisen menetelmän yhden atomikatalyytin valmistamiseksi sähkökemiallisella laskeumalla. , tätä menetelmää käyttäen tutkijat valmistivat menestyksekkäästi 34 erilaista yhden atomin katalyyttiä, jotka kattavat erilaisia siirtymämetalleja ja erilaisia substraatteja. Aiheeseen liittyvät tulokset julkaistiin äskettäin Nature Communications -lehdessä.

Yhden atomin katalyytit ovat herättäneet laajaa huomiota kemiallisissa reaktioissa, kuten hydrolyysissä, hapen vähentämisessä, hiilidioksidin hydrauksessa ja metaanin muuntamisessa niiden maksimaalisen atomin käytön ja ainutlaatuisen elektronisen rakenteen vuoksi. Nykyisillä menetelmillä yhden atomin katalyyttien syntetisoimiseksi on kuitenkin suhteellisen korkeat vaatimukset yksittäisille atomeille ja substraateille, eikä metallisia yhden atomikatalyytin valmistamista ole mahdollista valmistaa millään alustalla. Adaptiivisilla yhden atomisynteesin menetelmillä on suuri merkitys.

Tutkijat suorittivat sähkökemiallisen laskeuman sähkökemiallisessa kolmielektrodijärjestelmässä ja tutkivat laskeumaolosuhteiden vaikutusta yksittäisten atomien muodostumiseen ja havaitsivat, että kun metallikuormitus on tietyn rajan alapuolella, voidaan saada yksittäisiä atomeja; Sitten on metalliklustereiden tai hiukkasten muodostuminen, muutos, joka on samanlainen kuin nestefaasin kiteisen kasvun nukleaatioprosessi. Menetelmän yleismaailmallisuuden osoittamiseksi tutkijat saivat menestyksekkäästi yhden atomikatalyytin, jotka kattavat 3d-, 4d- ja 5d-metallit substraateilla, kuten kobolttihydroksidilla, molybdeenisulfidilla, mangaanioksidilla ja typpidokudotetulla hiilellä, ja valmistettu Yhden atomin katalysaattorin rakenteellisen karakterisointin jälkeen havaittiin, että samalla katodilla ja anodilaskeutumisella saadulla yhden atomikatalyytin avulla on erilaiset elektroniset rakenteet, joka antaa mahdollisuuden sen levittämiseen erilaisissa katalyyttisissä reaktioissa.

Kokeelliset tulokset osoittavat, että jotkut katodisella laskeumalla saadut katalyytit osoittavat erinomaista suorituskykyä elektrokatalyyttisen vedyn evoluutioreaktiossa. Samaan aikaan jotkut anodisella laskeumalla saadut katalyytit osoittivat myös hyvää suorituskykyä elektrokatalyyttisen hapen evoluutioreaktiossa. Sähkökemialliset testit osoittavat, että järjestelmä voi saavuttaa täyden hydrolyysivirran tiheyden 10 mA / cm2 vain potentiaalilla 1,39 V, mikä rikkoo emäksisten elektrolyyttien pienimmän potentiaalin ennätyksen.

Tämä yleinen lähestymistapa ei ainoastaan lisää uutta elinvoimaa yhden atomikatalyysin alalle, vaan tarjoaa myös uusia ideoita katalyyttirakenteen ja suorituskyvyn välisen suhteen järjestelmälliseen tutkimiseen tulevaisuudessa.