「化学」关于单原子催化剂:你所不知道的那些事!( 二 )


2、Directtransformation of bulk copper into copper single sites via emitting andtrapping of atoms
「化学」关于单原子催化剂:你所不知道的那些事!
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扩展合成方法:中科大吴宇恩和清华大学李亚栋教授2018年合作在Nature Catalysis上发表利用了蒸发-再分散策略实现了工业级别的大规模的单原子催化剂的制备 。
3、Cobaltin Nitrogen-Doped Graphene as Single-Atom Catalyst for High-Sulphur ContentLithium-Sulphur Batteries
「化学」关于单原子催化剂:你所不知道的那些事!
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能源存储:中国科学技术大学季恒星教授、武晓君教授、合肥工业大学孔祥华副教授(共同通讯作者)等报道了嵌入氮掺杂石墨烯中的单分散钴原子(Co-N/G)可以触发多硫化锂的表面介导反应 。 作者证明嵌入单独Co原子的N掺杂石墨烯是一种用于支撑Li-S电池中S的前景良好的碳基主体材料 。 结合XPS、TEM和XAS分析的结果 , 作者得出结论 , 在Co-N/G中 , Co原子嵌入在N掺杂的石墨烯晶格中并与N原子配位形成Co-N-C配位中心 , 并且两个相邻的Co原子之间的平均距离估计约为1 nm 。 原位XAS和第一性原理计算表明 , Co-N-C配位中心分别促进放电和充电过程中Li2S的形成和分解 。
4、Atomicallydispersed Fe3+ sites catalyze efficient CO2 electroreduction to CO
「化学」关于单原子催化剂:你所不知道的那些事!
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CO2还原:2019年洛桑联邦理工学院胡喜乐和国立台湾大学Hao Ming Chen课题组合作 , 开发了一种超高活性的Fe3+–N–C单原子催化剂 , 可以在低过电位下高选择性将CO2 还原成CO 。 该催化剂在低达80mV的过电位下即可还原CO2 , 而在340 mV过电位下 , CO的电流密度高达94 mA cm?2 , 摩尔电流密度超过了贵金属Au催化剂 , TOF与Au催化剂相当 。 进一步采用XAS技术对催化剂进行原位表征 , 他们提出催化活性位点为孤立的Fe3+ , 这些Fe3+与N掺杂碳材料上的吡咯型氮相结合 , 可在电催化过程中维持价态稳定 。 而电催化性能测试表明Fe3+具有更强的CO2吸附以及更弱的CO吸附能力 , 因此所表现出来的活性要远高于传统的Fe2+ 。
5、Single‐AtomCatalysts in Catalytic Biomedicine
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生物医学:2019年中科院上海硅酸盐研究所陈雨、Feng Wei等人概述了SACs在生物医学领域的关键意义和一些需要解决的潜在关键问题 。 讨论了SACs在引发一些具有代表性的催化反应中的催化性能 , 为生物医学应用提供了基础 。 并总结了一系列具有代表性的成功构建SACs的范例 , 这些SACs可用于多种生物医学应用 , 如癌症治疗、伤口消毒、生物传感和氧化应激细胞保护等 , 重点揭示了其内在催化机制和理解其潜在的结构-性能关系 。 最后 , 讨论并展望了SACs引发的生物医学催化技术在未来发展中面临的机遇和挑战 。
【参考文献】
1.Single-atomcatalysis of CO oxidation using Pt-1/FeOx. Qiao,Botao; Wang, Aiqin; Yang, Xiaofeng; Allard, Lawrence F; Jiang, Zheng; Cui,Yitao; Liu, Jingyue; Li, Jun; Zhang, Tao. NATURECHEMISTRY 2011;DOI: 10.1038/NCHEM.1095 Citation :1639
2.Single-AtomCatalysts: A New Frontier in Heterogeneous Catalysis. Yang,Xiao-Feng; Wang, Aiqin; Qiao, Botao; Li, Jun; Liu, Jingyue; Zhang, Tao. ACCOUNTSOF CHEMICAL RESEARCH 2013; DOI: 10.1021/ar300361m Citation :1138
3.SingleCobalt Atoms with Precise N-Coordination as Superior Oxygen Reduction ReactionCatalysts. Yin,Peiqun; Yao, Tao; Wu, Yuen; Zheng, Lirong; Lin, Yue; Liu, Wei; Ju, Huanxin;Zhu, Junfa; Hong, Xun; Deng, Zhaoxiang;Zhou,Gang; Wei, Shiqiang; Li, Yadong. ANGEWANDTECHEMIE-INTERNATIONAL EDITION 2016; DOI: 10.1002/anie.201604802 Citation :640


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