具有高金属负载量的单原子催化剂(SAC)是非常理想的,但对于大规模合成仍然具有挑战性。有鉴于此,中国科学院长春应用化学研究所徐维林研究员、宋平副研究员等报道干固体电化学合成(DSES,dry-solid-electrochemical synthesis)的合成新型技术,能够节能和环保的方式大规模制备高金属负载的SAC。
本文要点:
(1)
这种新型合成方法,得到一系列具有高金属负载量的纯碳负载金属SAC(Pt 35.0wt %,Ir 21.2 wt %,Ru 20.4wt %,Fe 17.6 wt %)。在千克规模合成了Pt质量为23.9 wt%的金属负载碳催化剂,制备的Pt-SAC在燃料电池中具有优异的氧还原反应(ORR)性能。
(2)
基于控制实验研究,提出DSES合成技术的独特氧化还原机理:导电载体上的金属前体通过流经干固相的电子的攻击,通过金属卤素键的均裂被还原为金属。这种多功能的合成技术为制备高金属负载的SAC或者其他原子分散性的催化剂提供一条新型经济、环保的方法。
参考文献
Xue Gong, Jinpeng Bao, Xian Wang, Xin Wan, Yaheng Gu, Ce Han, Jianglan Shui, Xiaozhi Su, Junjie Ge, Wei Xing, Ping Song, Weilin Xu, Dry-Solid-Electrochemical Synthesis: A General Method for Large Scale Synthesis of Single-Atom Catalysts with High Metal loadings, Angew. Chem. Int. Ed. 2025
DOI: 10.1002/anie.202419374
https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/anie.202419374