新式催化系统可完成高效电催化析氢

记者从中国科学院大连化学物理研讨所得悉，该所研讨员刘健团队与大连理工大学研讨员周思，联合天津大学教授梁骥团队，经过单原子催化剂改性碳载体的战略，增强载体与其上负载金属粒子间的彼此效果，构筑了钴单原子催化剂掺杂碳载金属钌(Ru)纳米反响器，完成了电催化析氢反响中绿氢的高效制备，为碳载金属纳米催化剂功能的调控供给了新思路。相关研讨成果近来宣布在《德国应用化学》上。

碳载体具有比外表积高、孔结构丰厚、稳定性强、导电性好等优势，被广泛用于电催化范畴。但是，碳载体的慵懒外表导致其与负载的金属纳米粒子间的彼此效果力过弱，难以有用调控金属纳米粒子的电子结构和催化活性，按捺聚会的才能也较差。

针对这些问题，研讨团队提出使用单原子掺杂调理碳载体π共轭结构以增强其与金属纳米粒子间彼此效果的战略。根据此，团队使用铁钴镍等金属单原子掺杂含氧石墨烯，并以其作为载体负载金属Ru纳米粒子，构筑了包括金属单原子、碳基底和Ru纳米粒子的复合纳米反响器。理论核算标明，金属单原子的润饰可完成含氧石墨烯外表电荷的从头散布，使单原子周边碳原子呈缺电子状况，明显增强了负载Ru纳米颗粒至碳载体的电子搬运才能。以电催化析氢反响(HER)为模型，研讨团队探求了该复合纳米反响器中金属单原子掺杂诱导的Ru纳米颗粒界面电荷从头排布对产氢效能的影响。

据介绍，该复合纳米反响器催化反响是现在文献报导的最高活性之一。该研讨不只开发了高功能析氢电催化剂，还提醒了金属单原子、碳载体与负载金属纳米颗粒之间的效果机制，完成了不同位点间的长途协同和催化功能优化，为根据多重活性位点的纳米反响器规划和构筑供给了新思路。