单原子催化剂(SACs)作为一种星光闪耀的催化剂,在催化反应中具有一系列独特的性质,引起了人们的极大关注。迄今为止,合成SACs的技术有多种,如共沉淀法、浸渍法和原子层沉积法等。然而,它们大多或多或少地存在着严重的缺点,如金属物种的融合/聚集、效率低、生产成本高、合成过程繁琐等。
近日,中科大吴宇恩教授,南京理工大学刘伟教授报道了一种简单而巧妙的策略,在石墨烯氧化物膜(GOM)的辅助下,在固体扩散过程中,通过原子过滤制备SACs。
文章要点
1)首先,在热处理的驱动下,通过GOM膜扩散的泡沫铁释放出Fe物种(原子、团簇或颗粒)。通过精心调节GOM的层数和层间间距,GOM可以过滤Fe物种的团簇和颗粒。因此,可渗透的单个Fe原子被富缺陷的N位捕获,生成孤立的Fe位催化剂(Fe SAs/N-C)。
2)结果显示,制备的SACs具有优异的氧还原反应(ORR)催化性能。此外,该策略还可以很容易地扩展到制备其他SACs,如Co SAS/N-C和Ni SAs/N-C。
Xiao Ge, et al, Atomic Filtration by Graphene Oxide Membranes to Access Atomically Dispersed Single Atom Catalysts, ACS Catal., 2020
DOI: 10.1021/acscatal.0c02203
https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acscatal.0c02203