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单原子催化剂用于二氧化碳转化

来源:科学网    编辑:绿色化工信息网

【绿色化工网讯】近日,大连化物所航天催化与新材料黄延强研究员和张涛院士团队受邀在Accountsof Chemical Research上发表了题为“Single-AtomCatalysis toward Efficient CO2Conversion to CO and Formate Products”的专论文章,总结了研究团队将单原子催化剂用于二氧化碳催化转化研究方面的工作进展,该工作被期刊选为当期的Supplementary Cover。

研究团队长期致力于二氧化碳的热、电催化转化研究,借助金属与载体间的晶格匹配、载体配位基团功能化、助剂及活性中心电子态调控等作用实现对二氧化碳转化产物的可控调节。单原子催化剂结构的特殊性为二氧化碳的活化和定向转化研究提供了一种理想模型。

研究人员利用IrO2与金红石型TiO2晶型相同、晶格匹配高的特性,制备出具有高热稳定性的Ir1/TiO2单原子催化剂,并实现CO2高选择性转化制CO(ACSCatalysis,2017);与新加坡南洋理工大学合作,开发出一种氮掺杂石墨烯锚定的Ni单原子催化剂,利用Ni单原子最外层3d未成对电子易于离域化的特点,形成带负电的Ni-CO2δ-结构,实现了高效电化学还原CO2制CO(Nature Energy,2018);模拟均相催化剂对CO2分子的低温高效转化机制,研制出含吡啶-酰胺基团的多孔有机聚合物载体负载的单原子Ir催化剂,成功实现CO2的“准均相”活化与催化应用(Nature Communications,2017;Chem,2019)。这些研究成果为高效CO2还原催化剂的设计提供了新思路。