AFM: 普适性“播种”策略合成单原子催化剂用于电催化
方木
自单原子催化剂（SACs）发现以来，其卓越的催化性能及广阔的应用前景使得SACs得到了长足的发展。然而，载体较大的质量比与有限的表面积限制了SACs中金属的负载量，大多为0.5-3 wt%。尽管研究者们通过使用氮掺杂碳材料、一锅热解法、质量分离-软着陆法等成功合成了单原子催化剂，仍然存在担载量小、步骤繁琐、条件苛刻等问题。因而，亟需开发高效、可控、适用性强的单原子催化剂制备方法。近日，来自科廷大学的蒋三平教授、中国科学院金属研究所刘畅研究院、橡树岭国家实验室的Shi-Ze Yang研究员合作采用了一种“播种”的方法在二维材料上成功合成了高含量的单原子催化剂。该方法具有普适性，能够在多种二维材料，如石墨烯、BN、MoS2上负载Ni、Co、Fe、Ag、Pd等单原子催化剂，并且可在二维材料上负载Ni和Cu共掺杂的双原子催化剂；单原子催化剂中金属的含量范围广，为2.8-7.9wt%。进一步将合成的单原子催化剂用于电化学CO2还原，发现SANi-GO催化剂具有优异的催化性能，在低的过电位下（0.63V）,CO选择性达96.5%，TOF高达325.9h-1。该方法简易、可控、可批量制备，为单原子催化剂的合成开辟了全新的路径。
Shiyong Zhao, Guangxu Chen, Guangmin Zhou, Li‐Chang Yin, Jean‐Pierre Veder, Bernt Johannessen, Martin Saunders, Shi‐Ze Yang, Roland De Marco, Chang Liu, San Ping Jiang, T A Universal Seeding Strategy to Synthesis Single Atom Catalysts on 2D Materials for Electrocatalytic Applications, Advanced Functional Materials, 2019.
https://onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1002/adfm.201906157