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发布日期:2020年3月15日
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在制备单原子催化剂的普适性方法研究中

中国科大取得新进展

本报讯 3月14日,中国科大合肥微尺度物质科学国家研究中心和化学物理系曾杰教授、周仕明副教授研究团队发展出了一套利用电化学沉积制备单原子催化剂的普适性方法,利用该方法研究人员成功制备出了34种单原子催化剂,覆盖了多种过渡金属和多种衬底。相关成果发表在《自然·通讯》上,论文共同第一作者是博士生张志荣、冯晨和刘春晓。

近年来,单原子催化剂因为具有最大化的原子利用率和独特的电子结构,在水解、氧还原、二氧化碳加氢、甲烷转化等化学反应中受到了广泛关注。但是,目前合成单原子催化剂的方法对单原子和衬底都有比较高的要求,还不能实现在任何衬底上制备任何的金属单原子催化剂,因此,发展对衬底和金属无选择性的普适性单原子合成方法具有重要意义。

研究人员在电化学三电极体系下进行电化学沉积,并通过阴极沉积和阳极沉积获得了两种Ir1/Co(OH)2单原子催化剂。研究人员还对所得单原子催化剂在电催化水分解反应中的性能进行了探究。电化学测试表明,该系统仅需1.39 V的电势即可获得10 mA/cm2的全水解电流密度,突破了在碱性电解质中的最低电势记录。

该制备单原子催化剂的普适性方法不仅为单原子催化领域注入了新的活力,而且为今后系统性研究催化剂结构和性能之间的关系提供了新的思路。

   (合肥微尺度物质科学国家研究中心 科研部)