综合新闻 News
联系我们
  • 客服服务电话:021-64321087
  • 商业服务电话:021-64321087
  • 技术服务电话:021-64321087
  • 联系人:崔老师 
  • 服务邮箱:shxtb@163.com
  • 地址:上海市徐汇区桂林路100号8号楼107室

实现超高载量双原子催化剂合成新突破

日期: 2026-04-13
浏览次数: 643

来源:中国科学院福建物质结构研究所

双原子催化剂(DACs)凭借其成对金属中心之间可调的电子协同效应,在涉及多中间体的复杂催化反应中可实现多种吸附物种的协同活化,因而成为多相催化领域的重要前沿方向。相较于传统单原子催化剂,DACs可通过轨道杂化与电荷重新分布更精细地调控反应中间体的吸附能,尤其在涉及连续键断裂与成键的多步反应中展现出独特优势。然而,该领域的实用化进程仍受到三方面关键瓶颈的限制:首先,合成过程中双金属中心的热力学不稳定性使得原子级金属负载量普遍偏低(<2 wt%);其次,原子尺度上难以清晰区分相邻的单原子与真实双原子对,阻碍了精准的构效关系研究;最后,现有合成策略多依赖特定前驱体和经验性试错,缺乏普适性的理论指导。因此,亟需从配位化学的本质出发,建立一种能普适性指导高载量、高稳定性DACs理性构筑的新方法,这已成为推动该领域发展的关键科学问题。

为解决上述挑战,中国科学院福建物构所韩丽丽团队创新性地开发了一种基于软硬酸碱(Hard-Soft Acid-Base, HSAB)理论的通用合成策略,成功制备出14种负载量创纪录的稀土基双原子催化剂(RE-DACs)。其金属负载量达12.8–30.7 wt%,相应原子载量为3.2–5.4 at.%,原子位点密度超过1.12 × 1021 sites g⁻1。此外,借助先进的深度学习辅助识别算法,研究还实现了异核双原子的高精度智能区分,异核双原子占比达60.5%–70.3%。

实验与理论分析揭示,合成中引入的软碱磷(P)通过HSAB理论驱动的抗键合屏蔽作用,有效削弱了硬酸金属与硬碱氮配体之间过强的离子键合作用,从而抑制金属位点的迁移团聚,促进超高密度双原子位点的形成与稳定。在电催化硝酸盐还原模型反应测试中,高载量DACs展现出优异性能,氨产率较低载量样品提升近3倍。这项工作基于配位化学原理,为双原子催化剂的设计建立了通用性的方法学框架,为理性并精准构筑高性能双原子位点催化剂结构提供了有效指导。



Hot News / 相关推荐
  • 2026 - 10 - 22
    点击次数: 2
    来源:X-MOL本文提出了一种环境无害的无铅双钙钛矿光电探测器,其构型为 FTO/PCBM/La2NiMnO6/CuI/碳。拟议设计配置已通过 SCAPS-1D 进行数值分析,通过优化吸收层厚度、受体掺杂、缺陷密度和界面质量,开发出高性能光电探测器。LNMO(鑭镍锰氧化物)作为吸收剂,在可见光近红外区域具有超过 100,000 cm-1 的高吸收系数,并且与&nbsp;PCBM(苯基 C6...
  • 2026 - 10 - 21
    点击次数: 16
    来源:X-MOL三氧化钨(WO3)是一种众所周知的光致变色材料,在光照下会发生可逆的颜色变化,使其在智能窗、光存储和传感设备等领域具有广阔的应用前景。本研究通过调控水热反应温度和盐酸浓度,成功合成了一种形貌均匀且可控的WO3神经网络状结构。此外,本研究系统地考察了所制备WO3颗粒的光致变色响应时间,并筛选出响应速度最快的最佳样品。为了显著提升光致变色性能,本研究引入了稀土元素铒(Er)作为掺杂剂。...
  • 2026 - 10 - 21
    点击次数: 15
    来源:X-MOL为了寻找高效的二氧化碳还原光催化剂,稀土元素掺杂因其独特的电子结构和能级而备受关注,这些特性能够显著提高光吸收和电荷转移效率。本研究采用表面活性剂辅助水热法合成了铒掺杂的二维超薄BiOCl纳米片。铒掺杂不仅抑制了光生载流子的复合,而且进一步增强了BiOCl纳米片的光催化记忆效应。铒掺杂与预先可见光照射诱导的光催化记忆效应的协同作用,极大地调控了BiOCl纳米片的内部电子态。实验和密...
  • 2026 - 10 - 20
    点击次数: 35
    来源:X-MOL追求甲醇氧化羴基化为二甲基碳酸酯(DMC)高效催化剂的努力受限于在传统单基点/混合位点同时激活 CO 和甲醇的动力学挑战。本研究通过对双金属锌/铒-ZIF 进行热解,演示 0 了 Co–CoO x 界面工程策略,以构建 Co@NC 催化剂。系统调节锌/辅导比和热解温度控制纳米颗粒尺寸和氧化态,产生最佳催化剂 Co@NC-4,表现出高 DMC 时空产率(5.9 g DMC g cat...
  • Copyright ©Copyright 2018  2020 上海市稀土协会 All Rights Reserved 沪ICP备2020034223号-1  沪公网安备 31010402010140号
    主办单位:上海市稀土协会 指导单位:上海市稀土材料开发应用办公室 承办单位:上海稀土产业促进中心 
    犀牛云提供企业云服务