¿Regulación efectiva de la estructura y propiedades de las perovskitas híbridas bajo presión?

El reportero se enteró de la Universidad de Ciencia y Tecnología de China que el equipo de investigación del profesor Zeng Jie y el profesor asociado Zhou Shiming del Centro Nacional de Investigación de Hefei para la Ciencia de la Materia a Microescala y el Departamento de Física Química ha desarrollado un método universal para preparar single{ {0}}catalizadores atómicos por deposición electroquímica. , usando este método, los investigadores prepararon con éxito 34 tipos de catalizadores de -un solo átomo, que cubren una variedad de metales de transición y una variedad de sustratos. Los resultados relacionados se publicaron recientemente en Nature Communications.

Los catalizadores de -átomo único han atraído una gran atención en reacciones químicas como la hidrólisis, la reducción de oxígeno, la hidrogenación de dióxido de carbono y la conversión de metano debido a la utilización maximizada de átomos y su estructura electrónica única. Sin embargo, los métodos actuales para sintetizar catalizadores de un -átomo tienen requisitos relativamente altos en sustratos y átomos individuales, y no es posible preparar catalizadores de ningún -átomo metálico en ningún sustrato. Los métodos adaptativos de síntesis de un solo-átomo son de gran importancia.

Los investigadores llevaron a cabo la deposición electroquímica bajo el sistema electroquímico de tres-electrodos y exploraron el efecto de las condiciones de deposición en la formación de átomos individuales y encontraron que cuando la carga de metal está por debajo de cierto límite, se pueden obtener átomos individuales. ; Luego está la formación de cúmulos o partículas metálicas, un cambio similar al proceso de nucleación en el crecimiento de cristales en la fase líquida. Para probar la universalidad del método, los investigadores obtuvieron con éxito catalizadores de un -átomo que cubrían metales 3d, 4d y 5d en sustratos como hidróxido de cobalto, sulfuro de molibdeno, óxido de manganeso y nitrógeno- carbón dopado, y el preparado Después de la caracterización estructural del catalizador de un solo-átomo, se encontró que el mismo catalizador de un solo-átomo obtenido por deposición catódica y anódica tiene diferentes estructuras electrónicas, lo que brinda la posibilidad de su aplicación en diferentes reacciones catalíticas.

Los resultados experimentales muestran que algunos de los catalizadores obtenidos por deposición catódica muestran un excelente comportamiento en la reacción electrocatalítica de evolución de hidrógeno. Al mismo tiempo, algunos catalizadores obtenidos por deposición anódica también mostraron un buen desempeño en la reacción electrocatalítica de evolución de oxígeno. Las pruebas electroquímicas muestran que el sistema puede lograr una densidad de corriente de hidrólisis completa de 10 mA/cm2 con solo un potencial de 1,39 V, rompiendo el récord del potencial más bajo en electrolitos alcalinos.

Este enfoque universal no solo inyecta nueva vitalidad en el campo de la catálisis de -un solo átomo, sino que también proporciona nuevas ideas para estudiar sistemáticamente la relación entre la estructura del catalizador y el rendimiento en el futuro.