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   在能源催化领域中，精确探测催化剂在服役状态下原子尺度结构的动态变化过程对于催化剂的理性设计具有重要意义。近几十年，科学家对纳米尺度材料的深入理解和可控构筑极大地促进了催化科学的基础和应用研究的发展。其中，单原子催化剂由于其高的原子利用效率、优异的反应活性和选择性，成为了近年来能源催化领域的明星材料。单原子催化剂的活性和选择性高度取决于其金属原子的局域原子和电子结构，及其与载体间的相互作用。然而，单原子催化剂在实际反应状态下，受到温度、电场、光照等外界环境激发，会发生结构演变的响应，因此，原位实时在线表征这种特殊的结构响应行为对于理解单原子催化的本质并发现新的催化现象具有重要的启发意义。同步辐射X射线吸收谱是描绘催化中心局域空间和电子结构最强有力的工具之一，能在实际催化环境中实现固、液、气态样品的原位探测。因此，高亮度和高灵敏的先进同步辐射光源为研究这一亟待突破的问题提供了契机。

    近日，中国科学技术大学教授姚涛课题组发展原位同步辐射吸收谱学技术，发现铂（Pt）单原子催化剂在电催化还原反应中的近自由演变的动力学行为（下图），这种动力学演变极大促进了Pt单原子催化剂在广泛pH电解液中的析氢性能。相关研究成果以Uncovering near-free platinum single-atom dynamics duringelectrochemical hydrogen evolution reaction 为题，发表在《自然-通讯》上（Nature Communications 11, 1029 (2020)）。论文的第一作者是中国科大硕士生方师。

    来源：《科学网》