據(jù)中科院大連化物所消息，近日，該所納米反應(yīng)器與反應(yīng)工程學(xué)創(chuàng)新特區(qū)研究組（05T7組）劉健研究員團(tuán)隊(duì)與大連理工大學(xué)周思研究員、天津大學(xué)教授梁驥團(tuán)隊(duì)，通過(guò)單原子催化劑改性碳載體的策略，增強(qiáng)載體與其上負(fù)載金屬粒子間的相互作用，構(gòu)筑了鈷單原子催化劑摻雜碳載金屬釕（Ru）納米反應(yīng)器，實(shí)現(xiàn)了電催化析氫反應(yīng)中綠氫的高效制備，為碳載金屬納米催化劑性能的調(diào)控提供了新思路。

碳載體具有比表面積高、孔結(jié)構(gòu)豐富、穩(wěn)定性強(qiáng)、導(dǎo)電性好等優(yōu)勢(shì)，被廣泛用于電催化領(lǐng)域。然而，碳載體的惰性表面導(dǎo)致其與負(fù)載的金屬納米粒子間的相互作用力過(guò)弱，難以有效調(diào)控金屬納米粒子的電子結(jié)構(gòu)和催化活性，抑制團(tuán)聚的能力也較差。

針對(duì)這些問(wèn)題，研究團(tuán)隊(duì)提出利用單原子摻雜調(diào)節(jié)碳載體π共軛結(jié)構(gòu)以增強(qiáng)其與金屬納米粒子間相互作用的策略。團(tuán)隊(duì)利用鐵鈷鎳等金屬單原子摻雜含氧石墨烯，并以其作為載體負(fù)載金屬Ru納米粒子，構(gòu)筑了包含金屬單原子、碳基底和Ru納米粒子的復(fù)合納米反應(yīng)器。

理論計(jì)算表明，金屬單原子的修飾可實(shí)現(xiàn)含氧石墨烯表面電荷的重新分布，使單原子周邊碳原子呈缺電子狀態(tài)，顯著增強(qiáng)了負(fù)載Ru納米顆粒至碳載體的電子轉(zhuǎn)移能力。以電催化析氫反應(yīng)（HER）為模型，研究團(tuán)隊(duì)探究了該復(fù)合納米反應(yīng)器中金屬單原子摻雜誘導(dǎo)的Ru納米顆粒界面電荷重新排布對(duì)產(chǎn)氫效能的影響。

通常，Ru對(duì)氫的吸附過(guò)強(qiáng)，導(dǎo)致其電催化分解水產(chǎn)氫的活性較低。然而，復(fù)合納米反應(yīng)器中遠(yuǎn)離界面的Ru位點(diǎn)有利于水分子的裂解，為析氫反應(yīng)提供有效的氫源，同時(shí)界面處的Ru位點(diǎn)具有適中的氫吸附能力和高析氫活性。該復(fù)合納米反應(yīng)器催化HER反應(yīng)是目前文獻(xiàn)報(bào)道的最高活性之一。

該研究不僅開(kāi)發(fā)了高性能析氫電催化劑，還揭示了金屬單原子、碳載體與負(fù)載金屬納米顆粒之間的作用機(jī)制，實(shí)現(xiàn)了不同位點(diǎn)間的遠(yuǎn)程協(xié)同和催化性能優(yōu)化，為基于多重活性位點(diǎn)的納米反應(yīng)器設(shè)計(jì)和構(gòu)筑提供了新思路。

上述成果已發(fā)表在《德國(guó)應(yīng)用化學(xué)》上。該工作得到國(guó)家自然科學(xué)基金、中科院潔凈能源創(chuàng)新研究院合作基金等項(xiàng)目的資助。

---

以上是小編收集整理的中科院大連化物所研發(fā)新型催化體系，實(shí)現(xiàn)高效電催化析氫部分內(nèi)容來(lái)自網(wǎng)絡(luò)，如有侵權(quán)請(qǐng)聯(lián)系刪除：153045535@qq.com;
本文地址：http://l2mydreams.com/xinnenyuan/2222.html

---