Rheoleiddio Effeithiol Strwythur a Phriodweddau Perovskites Hybrid Dan Bwysau?

Clywodd y gohebydd gan Brifysgol Gwyddoniaeth a Thechnoleg Tsieina fod tîm ymchwil yr Athro Zeng Jie a’r Athro Cyswllt Zhou Shiming o Ganolfan Ymchwil Genedlaethol Hefei ar gyfer Gwyddor Mater Micro-raddfa a’r Adran Ffiseg Cemegol wedi datblygu dull cyffredinol o baratoi sengl{ {0}}catalyddion atom trwy ddyddodiad electrocemegol. , gan ddefnyddio'r dull hwn, llwyddodd yr ymchwilwyr i baratoi 34 math o gatalyddion atom sengl, yn cwmpasu amrywiaeth o fetelau trosiannol ac amrywiaeth o swbstradau. Cyhoeddwyd y canlyniadau cysylltiedig yn ddiweddar yn Nature Communications.

Mae catalyddion atom sengl wedi denu sylw helaeth mewn adweithiau cemegol megis hydrolysis, lleihau ocsigen, hydrogeniad carbon deuocsid, a thrawsnewid methan oherwydd eu defnydd atom i'r eithaf a'u strwythur electronig unigryw. Fodd bynnag, mae gan y dulliau presennol o syntheseiddio catalyddion atom sengl ofynion cymharol uchel ar atomau sengl a swbstradau, ac nid yw'n bosibl paratoi unrhyw gatalyddion atom sengl metel ar unrhyw swbstrad. Mae dulliau syntheseiddio atom sengl-addasol yn arwyddocaol iawn.

Cynhaliodd yr ymchwilwyr ddyddodiad electrocemegol o dan y system electrod tri -, ac archwiliodd effaith amodau dyddodiad ar ffurfio atomau sengl, a chanfod, pan fo'r llwythiad metel yn is na therfyn penodol, gellir cael atomau sengl ; Yna mae ffurfio clystyrau metel neu ronynnau, newid tebyg i'r broses cnewyllol mewn twf grisial yn y cyfnod hylif. Er mwyn profi cyffredinolrwydd y dull, llwyddodd yr ymchwilwyr i gael catalyddion atom sengl yn cwmpasu metelau 3d, 4d, a 5d ar swbstradau fel cobalt hydrocsid, molybdenwm sylffid, manganîs ocsid, a nitrogen- carbon wedi'i dopio, a'r hyn a baratowyd Ar ôl nodweddu'r catalydd atom unigol yn adeileddol, canfuwyd bod gan yr un catalydd atom sengl a geir trwy ddyddodiad catod ac anod strwythurau electronig gwahanol, sy'n darparu'r posibilrwydd o'i gymhwysiad mewn gwahanol adweithiau catalytig.

Mae'r canlyniadau arbrofol yn dangos bod rhai o'r catalyddion a geir trwy ddyddodiad cathodig yn dangos perfformiad rhagorol yn yr adwaith esblygiad hydrogen electrocatalytig. Ar yr un pryd, roedd rhai catalyddion a gafwyd trwy ddyddodiad anodig hefyd yn dangos perfformiad da yn yr adwaith esblygiad ocsigen electrocatalytig. Mae profion electrocemegol yn dangos y gall y system gyflawni dwysedd cerrynt hydrolysis llawn o 10 mA/cm2 gyda photensial o 1.39 V yn unig, gan dorri'r record am y potensial isaf mewn electrolytau alcalïaidd.

Mae'r dull cyffredinol hwn nid yn unig yn chwistrellu bywiogrwydd newydd i faes catalysis atom sengl, ond hefyd yn darparu syniadau newydd ar gyfer astudio'n systematig y berthynas rhwng strwythur catalydd a pherfformiad yn y dyfodol.