Regulasi yang efektif dari struktur dan sifat perovskit hibrida di bawah tekanan?

Reporter itu belajar dari Universitas Sains dan Teknologi Tiongkok bahwa tim peneliti Profesor Zeng Jie dan Associate Professor Zhou Shiming dari Pusat Penelitian Nasional Hefei untuk Ilmu Materi Skala Mikro dan Departemen Fisika Kimia telah mengembangkan metode universal untuk menyiapkan katalis atom tunggal dengan deposisi elektrokimia. , dengan menggunakan metode ini, para peneliti berhasil menyiapkan 34 jenis katalis atom tunggal, yang mencakup berbagai logam transisi dan berbagai substrat. Hasil terkait baru-baru ini dipublikasikan di Nature Communications.

Katalis atom tunggal telah menarik perhatian luas dalam reaksi kimia seperti hidrolisis, reduksi oksigen, hidrogenasi karbon dioksida, dan konversi metana karena pemanfaatan atom yang dimaksimalkan dan struktur elektronik yang unik. Namun, metode saat ini untuk mensintesis katalis atom tunggal memiliki persyaratan yang relatif tinggi pada atom dan substrat tunggal, dan tidak mungkin untuk menyiapkan katalis atom tunggal logam pada substrat apa pun. Metode sintesis atom tunggal adaptif sangat penting.

Para peneliti melakukan deposisi elektrokimia di bawah sistem tiga elektroda elektrokimia, dan mengeksplorasi efek kondisi deposisi pada pembentukan atom tunggal, dan menemukan bahwa ketika pemuatan logam di bawah batas tertentu, atom tunggal dapat diperoleh; Lalu ada pembentukan gugus logam atau partikel, perubahan yang mirip dengan proses nukleasi dalam pertumbuhan kristal dalam fase cair. Untuk membuktikan universalitas metode ini, para peneliti berhasil memperoleh katalis atom tunggal yang mencakup logam 3d, 4d, dan 5d pada substrat seperti kobalt hidroksida, molibdenum sulfida, oksida mangan, dan karbon nitrogen-doped, dan disiapkan Setelah karakterisasi struktural katalis atom tunggal, ditemukan bahwa katalis atom tunggal yang sama yang diperoleh oleh katoda dan deposisi anoda memiliki struktur elektronik yang berbeda, yang memberikan kemungkinan penerapannya dalam reaksi katalitik yang berbeda.

Hasil percobaan menunjukkan bahwa beberapa katalis yang diperoleh dengan deposisi katodik menunjukkan kinerja yang sangat baik dalam reaksi evolusi hidrogen elektrokatolitik. Pada saat yang sama, beberapa katalis yang diperoleh dengan deposisi anodik juga menunjukkan kinerja yang baik dalam reaksi evolusi oksigen elektrolitik. Tes elektrokimia menunjukkan bahwa sistem dapat mencapai kepadatan arus hidrolisis penuh 10 mA / cm2 dengan hanya potensi 1,39 V, memecahkan rekor potensi terendah dalam elektrolit alkali.

Pendekatan universal ini tidak hanya menyuntikkan vitalitas baru ke dalam bidang katalisis atom tunggal, tetapi juga memberikan ide-ide baru untuk secara sistematis mempelajari hubungan antara struktur katalis dan kinerja di masa depan.