《naturenanotechnology》封面故事:单中心近邻原子协同催化

近日,中国科学技术大学合肥微尺度物质科学国家研究中心和化学与材料科学学院曾杰教授研究团队,通过构筑高铂负载量的铂-硫化钼原子级分散催化剂,揭示出单中心近邻原子协同催化作用机制,且该协同作用是通过近邻金属原子之间的配位硫原子体现出来的。该成果作为封面文章以“Synergetic interaction between neighbouring platinum monomers in CO2 hydrogenation”为题,发表在最新一期《自然?纳米技术》杂志上(Nature Nanotechnology, 2018, 13, 411-417)。上海光源XAFS线站对催化剂Pt的结构和配位环境研究起到了关键性作用。 单原子催化剂由于其高原子利用率,低配位环境,以及金属-载体强相互作用等独特的性质,受到了科研人员广泛的关注。目前,大家对单原子体系活性中心的研究局限在孤立的金属单原子位点,或者金属单原子与载体配位原子之间的相互......阅读全文

大连化物所单原子催化剂研究取得新进展

  近日,我所航天催化与新材料研究中心张涛院士和王爱琴研究员团队在单原子催化剂研究领域取得新进展,制备出单原子分散的Fe-N-C催化剂,并将其应用于C-H键选择性氧化反应中获得了优异的活性和选择性。特别是利用包括X射线吸收光谱和穆斯堡尔谱在内的多种表征技术,首次证明了中自旋Fe-N5结构具有最高的催

大连化物所实现单原子催化剂配位环境调控

  近日,中国科学院大连化学物理研究所催化与新材料研究室研究员王爱琴、中科院院士张涛团队与清华大学教授李隽合作,发展了一种乙二胺络合-惰性气氛快速热处理的单原子催化剂制备新方法,在不改变单原子分散的前提下,可以精细调控单原子中心的配位环境,从而建立了单原子配位环境、电子结构和催化性能之间的关系。  

铂催化剂模型上,烷烃解离反应诱导的伴随催化剂重组

  ACS Catal.:  铂催化剂模型上,烷烃解离反应诱导的伴随催化剂重组  虽然有证据表明催化活性位点可以在反应条件下进行重组,但其提供最低激活势垒的最佳重组方式仍不清楚。本文用甲烷活化支持的Pt团簇,并通过在过渡状态下的团簇构型的显式采样表明,需要重要的重组才能达到最活跃的过渡状态。在C-H

大化所揭示燃料电池铂基氧还原反应电催化剂的协同机制

  近日,我所醇类燃料电池及复合电能源研究中心(DNL0305组)孙公权研究员和王素力研究员团队在高稳定性铂基氧还原反应电催化剂研究方面取得新进展。该团队报道了一种具有超高稳定性的核壳结构铂铑合金(PtRh/Pt)氧还原反应电催化剂,结合密度泛函理论(DFT)计算与AC-STEM、电化学等表征手段,

关于二硫化碳治理技术催化加氢或催化水解法的介绍

  催化加氢脱硫剂是采用具有加氢功能的物质作为活性组分浸渍到Al2O3或者Al2O3/SiO2载体上构成加氢催化剂。其活性组分主要有WNi、MoNi、MoCo、MoCoNi、WmoNi、WmoNiCo等,有时掺 入少量 P、B、F等助剂。催化加氢法脱除CS2是在300~400℃使用 CO-MO/Al

科研人员成功制备出34种单原子催化剂

  记者从中国科学技术大学获悉,该校合肥微尺度物质科学国家研究中心和化学物理系曾杰教授、周仕明副教授研究团队,发展出了一套利用电化学沉积制备单原子催化剂的普适性方法,利用该方法研究人员成功制备出了34种单原子催化剂,覆盖了多种过渡金属和多种衬底。相关成果日前发表在《自然·通讯》上。  单原子催化剂因

科学家提出高效单原子催化剂设计新策略

  近日,中国科学技术大学合肥微尺度物质科学国家研究中心教授曾杰团队,通过精准的单原子锚定位点设计,制备出一种可以高效催化电化学阳极反应的单原子催化剂。相关成果分别发表于《自然—通讯》《美国化学会志》,并被选为《美国化学会志》封面论文。  研究人员采用电化学沉积技术,选择性地将铱单原子锚定在羟基氧化

单原子催化体系的集体行为和深层物理机制获揭示

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日车企致力减少铂催化剂用量

  日本车企将在未来加快技术攻关,减少铂作为催化剂的用量。此前,丰田和本田宣布将于2015年开始销售降低了成本的燃料电池车(FCV),但其价格仍然难以走进普通车的行列。   FCV低成本化的最后难关,是减少燃料电池催化剂中使用的铂(Pt)用量。丰田技术统括部新车推进组主任兼担当部长折桥信行表示,为实

科学家实现含碳资源到无碳能源的高效温和转化

  当前乃至30-50年内经济和社会的发展仍以碳基为主的能源消费结构为基础,而该能源结构导致的环境污染和生态文明建设之间的矛盾愈发凸显,实现含碳资源高效清洁转化利用是当前解决这些矛盾的重要途径之一。而未来,人类将面向以低碳与无碳能源经济为基础的可持续能源结构,特别是以氢能为主的能源体系新结构。其中氢

二硫化钼2H1T相边界在催化析氢中的重要作用

  氢能作为一种理想的绿色能源,是世界各国发展的战略和科学研究的热点。而通过电解水来制氢,有效且可再生循环,其关键在于催化剂。近年来,二硫化钼催化剂由于其催化活性高、稳定性好、资源丰富、成本低等特点在析氢反应中崭露头角。单层二硫化钼是由两层硫原子将一层钼原子夹杂在中间形成类似三明治的结构,是一个具有

化学所提出研究贵金属单原子催化机理新方法

  贵金属表现出优良的催化反应性,将其以单个原子的状态分布在载体表面,形成的单原子催化剂能够最大效率地利用贵金属,也为控制催化反应的活性和选择性提供新途径。研究贵金属单原子催化反应中的基元步骤,认识贵金属催化的机理和本质,对理性设计催化反应具有重要的意义。然而,在单原子分辨水平上研究催化过程具有很强

国家纳米中心在单原子酶用于肿瘤催化治疗方面取得进展

近日,中国科学院国家纳米科学中心研究员陈春英团队和研究员杨蓉团队在单原子纳米酶用于肿瘤催化治疗方面取得进展。相关研究成果以Tumor-Microenvironment- Responsive Cascade Reactions by a Cobalt-Single-Atom Nanozyme for

研究人员开发出高效稳定的Ru单原子催化剂

近日,中科院大连化学物理研究所张涛院士、研究员王晓东、研究员王爱琴、研究员林坚团队,与福州大学林森教授等合作,在单原子催化转化丙烷脱氢制丙烯的研究中取得新进展。合作团队报道了氮掺杂碳载体稳定的Ru单原子催化剂,能够实现临氢条件下丙烷高效脱氢制丙烯,可媲美商业化PtSn/Al2O3催化剂。研究发现,R

研究人员开发出高效稳定的Ru单原子催化剂

  近日,中科院大连化学物理研究所张涛院士、研究员王晓东、研究员王爱琴、研究员林坚团队,与福州大学林森教授等合作,在单原子催化转化丙烷脱氢制丙烯的研究中取得新进展。合作团队报道了氮掺杂碳载体稳定的Ru单原子催化剂,能够实现临氢条件下丙烷高效脱氢制丙烯,可媲美商业化PtSn/Al2O3催化剂。研究发现

MXene基体上的单原子催化以实现优异的氮还原反应

  Orbital symmetry matching: Achieving superior nitrogen reduction reaction over single-atom catalysts anchored on Mxene substrates  轨道对称性匹配: MXene基体上

福建物构所协同催化效应研究获进展

  中科院福建物质结构研究所结构化学国家重点实验室宋玲研究员领导的课题组在福建省自然科学基金项目的资助下,利用该组自行设计合成的手性磷酰胺配体(J. Org. Chem. 2012, 77, 10427-10434)催化锌试剂对醛不对称加成反应,在使用10mol%廉价的非手性季铵盐Bu4NB

合成聚酯生物医用材料的协同催化策略

  脂肪族聚酯类高分子材料是一类重要的合成医用高分子聚合物,具有良好的生物相容性和生物可降解性,广泛应用于手术缝合线、植入内固定器械、药物缓释等方面。其中应用最广泛的聚酯材料包括聚丙交酯 (PLA )、聚乙交酯 ( PGA )、聚戊内酯 (δ-PVL )及聚己内酯 (ε-PCL )等。对于这类广泛应

铂催化剂晶格应变的精准、连续调节路径

  10月8日从西安交通大学获悉,该校前沿科学技术研究院金明尚教授团队与上海交通大学邬剑波教授、美国加州大学河滨分校殷亚东教授课题组密切合作,找到铂催化剂晶格应变的精准、连续调节路径。该成果以《调控铂催化剂表面实现高效电催化》为题,于10月6日发表在国际著名科学期刊《自然》上,它不仅从根本上探索应变

新型铂催化剂降低氢燃料生产成本

  氢气生产成本高且在燃料电池中极易氧化,是发展氢能的两大阻碍。目前生产氢气一般使用以钯、铂和其他贵金属为主要成分的催化剂。俄罗斯南联邦大学化学家开发出一种新型铂催化剂,其中铂金含量大大降低,但效率显著提升。该研究成果刊登在《氢能国际期刊》上。  化学家和生物学家一直尝试使用镍或其他廉价金属的化合物

《科学》:铂纳米催化剂研究获重大突破

   由湖南大学和清华大学访学教授、加州大学洛杉矶分校化学系教授段镶锋及该校材料系教授黄昱领导的包括中国、美国及意大利科学家在内的国际科研团队,研发出表面呈锯齿状的超细铂纳米线催化剂,大大增加了燃料电池催化剂的表面活性和比表面积,将其总体催化活性提升了50多倍。该成果于11月18日凌晨在线发表于《科

Zr催化剂成本仅为铂的1/700-还能比肩商用Pt催化剂的活性

  化石能源的大量使用带来了严重的环境污染和能源危机。可以预见,在不久的将来,人类社会的能源利用方式将从有限的碳基化石能源转换到无尽的可再生能源。燃料电池和金属空气电池在这类能源转换中扮演着重要的角色。当前,燃料电池中一直使用的是昂贵的Pt催化剂;据报道,Pt催化剂占到整个燃料电池成本的20%左右,

sp杂化氮掺杂的石墨炔!非金属催化剂取代铂基催化剂

  燃料电池具有零污染、能量转化效率高、适用范围广泛等众多优点,使其成为最具前景的新型能源转化装置之一。燃料电池的阴极氧还原反应(ORR)是一个动力学迟缓的过程,需要在催化剂的作用下才能输出有效的电流密度。传统的 ORR 催化剂主要为价格昂贵的铂类材料。在燃料电池发电系统中,燃料电池电堆成本占总成本

电解水制氢催化剂非贵金属介绍

  构建电催化剂的元素。根据其物理和化学性质,大致将这些元素分为三组:①贵金属铂(Pt)——目前常见的贵金属HER电催化剂;②用于构建非贵金属电催化剂的过渡金属元素,主要包括铁(Fe)、钴(Co)、镍(Ni)、铜(Cu)、钼(Mo)和钨(W);③用于构建非贵金属电催化剂的非金属元素,主要包括硼(B)

新型催化剂点亮氢能储放未来

  近日,中科院煤化所与国内多家科研机构合作,采用铂-碳化钼双功能催化剂实现对水和甲醇的高效活化,在低温下获得了极高的产氢效率。此催化体系有望作为下一代高效储放氢新体系得到应用。  氢能是一种公认的高热值清洁能源,高位发热值是汽油发热值的3倍,也被称为“能源货币”。氢燃料电池是当前最具潜力的新一代氢

经济稳定产氢单原子催化剂理论设计研究获进展

  清洁能源是人类社会可持续发展的基石,而氢是一种最为理想的清洁能源之一。水煤气反应是一种重要的产氢方式,但是关键的催化剂及其催化机理还缺乏深入的探究。  中国科学院福建物质结构研究所结构化学重点实验室吴克琛研究组在副研究员李巧红主持的国家基金委青年项目和美国怀俄明大学化学系教授范茂宏主持的美国能源

科学家制备系列高效单原子氧还原电催化剂

燃料电池作为一种新型洁净能源的转换设备,因具有装置简单、体积小、携带方便、能量密度高等优势而受到广泛关注。然而,燃料电池阴极氧还原反应动力学缓慢以及高Pt价格和低铂利用率,严重阻碍了其大规模应用的商业化进程。中科院长春应化所徐维林课题组从成本和性能的角度出发,制备了一系列高效、低成本单原子非铂和单原

大连化物所等开发出离子液体稳定高效单原子催化剂

  近日,中科院大连化学物理研究所研究员乔波涛、张涛团队和新加坡国立大学教授颜宁、日本京都大学教授Hiroyuki Asakura以及北海道大学教授Min Gao合作,发现离子液体可增加单原子团聚的活化能、可调节金属单原子的氧化价态,从而开发出离子液体稳定的高效单原子催化剂。相关成果发表于《化学》。

大连化物所单原子催化剂应用生物质转化反应研究取进展

  近日,大连化物所航天催化与新材料中心的王爱琴研究员、张涛院士团队在长期从事单原子催化剂和生物质转化研究基础上,首次将高金属载量的Ni-N-C单原子催化剂应用于生物质转化反应中并取得重要进展。相关工作以通讯形式发表在《德国应用化学》(Angew. Chem. Int. Ed.)上,并被选为热点文章

高效单原子Fe基催化剂用于锌空气电池研究获进展

  能源是人类文明进步和发展的物质基础。近年来,随着化石能源的逐渐消耗和日益突出的环境污染问题,人类对绿色、清洁、可再生能源的需求急剧增长。水分解、燃料电池、金属-空气电池等高效、低成本能量存储与转换技术的开发已成为研究的前沿领域。其中,锌-空气电池使用水系电解液具有低成本、安全、环境友好的优势,理