Adv.Funct.Mater. 报道:一种在2D材料上制备金属单原子的普适方法


前言

随着催化剂的尺寸降低,催化活性一般呈现快速增加趋势。因其高选择性,高稳定性、高效率等优点,研究人员逐步开发了单原子催化剂。二维材料因其独特的能带电子结构柔性等优点而备受关注。如何将二维材料与单原子金属的优点结合在一起,满足不同领域的性能需求,亟需科研工作者开展相应的工作。

成果简介

今日,来自澳大利亚科廷大学,美国斯坦福大学,美国橡树岭国家实验室,中国科学院金属研究所的研究者们提出一种简单、绿色、普适的在二维材料上的单原子催化剂制备方法。他们提出一个种种子方法,利用碳氮化合物作为前驱体,去吸附分散金属单原子初步得到单原子种子,然后将种子与基体二维材料如石墨烯,氮化硼,二硫化钼等进行复合,通过热解将单原子固定在二维材料表面,其中金属单原子包括但不限制在铁、钴、镍、铜、钯、银中的一种或者两种复合结构。共同通讯作者为:科廷大学蒋三平教授,中科院金属所刘畅研究员,美国橡树岭国家实验室杨是赜博士,第一作者为赵石永,陈光需,周光敏博士。该成果发表在最新一期的 Advanced Functional Materials?上。

图文解读

?图1.单原子种种子方法示意图

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图2.石墨烯上负载单原子镍的结构表征

图3.理论计算以及不同基体上分散单原子的结构表征

小结

综上所述,作者利用碳氮化合物作为单原子金属的分散剂,合成牺牲剂,初步制备出了单原子种子。在此基础之上,与表面修饰的二维材料进行均匀复合,经过后续热解处理过程实现了金属单原子在二维结构上的锚定负载。该方法可以通过调控种子的含量,种类实现二维结构上单原子的控制合成,为实现异质催化等提供了新的思路。

文献链接:A Universal Seeding Strategy to Synthesis Single Atom Catalysts on 2D Materials for Electrocatalytic Applications(Adv.Funct.Mater.,?https://doi.org/10.1002/adfm.201906157)

本文由作者供稿。

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