单原子催化剂制备及应用研究进展

综述了单原子催化剂(SACs)传统的制备方法以及近年来提出的更高效、完善的新方法,总结了其在电化学、光催化、加氢还原等方面的应用,并对该领域的研究提出新的展望和挑战。     

单原子催化剂的制备及电催化应用研究进展

综述了近年来单原子催化剂合成方法的研究进展以及在制备过程中提升催化剂活性所要解决的问题.重点介绍了单原子催化剂在质子交换燃料电池(PEMFC)和二氧化碳电化学还原反应(CO2 RR)中的应用.最后结合目前单原子催化剂的研究现状和挑战,展望了其发展前景,以期对进一步构筑具有特定结构和催化功能的单原子催化剂的实验及理论起到...     

单原子催化剂的制备方法及其应用

单原子催化的提出将人们的视野从纳米级别带入了原子尺度。近年来,单原子催化剂已经在不同的催化领域展现出前所未有的前景,单原子催化剂的研究也越来越深入。综述了单原子催化剂的结构性能、表征技术。介绍了近年来单原子催化剂在电催化、光催化、热催化领域的应用,并提出了单原子催化领域目前仍需解决的问题。     

MoS2基单原子催化剂的合成及其在电催化中的应用

电催化由于反应条件温和、反应速率较快等优势,在能源存储与转化、高值小分子合成等领域具有极大应用前景。因此,设计开发高效的电催化剂是推动电催化反应工业化的核心问题。二硫化钼(MoS₂)以其低成本、可调的电子性质和优异的化学稳定性,被认为是用于电催化的最有前景的候选材料之一。同时,单原子催化是一种功能强大、极具吸引力的技术,成本显著降低,且具有优异的催化活性。本文首先综述了MoS₂基单原子催化剂的制备策略,包括电化学沉积、湿化学浸渍、水热/溶剂热和氢气等离子体还原。其次,在此基础上重点介绍了相应催化剂在电催化领域的应用。最后,从单原子改性、机理研究、合成工艺三个方面讨论了新的研究方向和未来趋势,即制备多金属MoS₂基单原子催化剂,深度表征和计算澄清反应机理,开发绿色环保的合成工艺等。     

单原子催化剂的合成及其在水环境治理中的应用

近年来,工业化进程的日益加剧不可避免地导致水环境受到污染,在水环境治理的各种方法中,单原子催化剂以其近100％的原子利用率、高度不饱和配位环境和均匀的反应中心而受到广泛关注.综述了单原子催化剂的合成方法、重要表征手段以及其在水环境治理中的应用.     

贵金属单原子催化剂在电催化析氧反应中的研究进展

贵金属单原子催化剂因具有最大的原子利用率和独特的电子结构等特征,被认为是电催化析氧反应(OER)中最有效的催化剂之一。具有优异OER性能的贵金属单原子催化剂可通过各种合成策略获得。本文详细介绍了贵金属单原子催化剂在OER中的研究进展和合成方法。     

用于CO氧化的单原子催化剂研究进展

简述了用于CO氧化的单原子催化剂制备方法,总结了单原子催化CO氧化的反应机理,并以低温CO氧化为主线,重点介绍了近年来在实验和理论上研究的用于CO氧化的贵金属(Pt、Au、Pd、Rh、Ir、Ru)和非贵金属单原子催化剂,为今后研究单原子催化剂提供参考.     

单原子催化剂在电催化还原领域的研究进展

介绍了单原子催化剂不同的制备方法,综述了其在电催化CO2 、N2还原和析氢等领域的研究进展,分析了界面效应对催化剂性能的影响,并就该领域的发展提出了展望.     

单原子催化剂制备方法及其应用

单原子催化在近年来取得了蓬勃发展,其理论100%金属原子利用率及其优异的催化性能正成为催化领域的研究热点,并将催化研究带入了更小的原子尺度范围。本文综合介绍了单原子催化剂的高温热解法、共沉淀法和浸渍法等制备方法,以及其在生物医学、环境污染和能源利用上的应用,并对单原子催化的未来发展进行了展望。     

Advances in single-atom catalysts for oxygen electrodes

As the most promising energy conversion and storage devices, fuel cells and metal-air batteries are of great benefit in alleviating the energy and environmental problems. However, the sluggish oxygen electrode reactions, including oxygen reduction reaction (ORR) for fuel cell and ORR couple with oxygen evolution reaction (OER) for zinc-air batteries, seriously limit the efficient of both types of devices. In recent years, single-atoms catalysts (SACs) have been proposed to improve the kinetics of oxygen electrode reaction. Therefore, for these two types of oxygen electrode reactions, this review firstly summarized their possible mechanism. Then, the SACs were classified by the different metal elements for both ORR and OER. Thus, noble-metal-based and non-noble-metal-based catalysts have been summarized in these two reactions. At the same time, a summary of the dual-function catalyst and its application in zinc air batteries is also given. Finally, in view of the current problems and future development directions of SACs, suggestions are put forward, aiming to pave the way for the design and development of monoatomic oxygen electrode catalysts.     

氧电极金属单原子催化剂的研究进展

燃料电池和金属-空气电池作为目前最具发展前景的能量转换和储存设备,对于缓解人类发展所面临的能源与环境问题大有裨益。然而,较差的氧电极反应,如燃料电池中的氧还原反应以及锌空电池中的氧还原及析氧反应,却限制着这两类装置的高效运行。近年来,人们提出了利用单原子催化剂(SACs)来提高氧电极反应的反应动力学。因此,针对两类氧电极反应,本综述根据构成活性位点的不同金属元素进行了分类总结,重点关注了各类催化剂的共性及进展。同时,还对具有双功能的催化剂及其在锌空电池的应用进行了总结。最后,针对SACs目前存在的问题和未来的发展方向提出了建议,旨在为单原子氧电极催化剂的设计及发展指明道路。     

Advances in single-atom catalysts for oxygen electrodes

As the most promising energy conversion and storage devices, fuel cells and metal-air batteries are of great benefit in alleviating the energy and environmental problems. However, the sluggish oxygen electrode reactions, including oxygen reduction reaction (ORR) for fuel cell and ORR couple with oxygen evolution reaction (OER) for zinc-air batteries, seriously limit the efficient of both types of devices. In recent years, single-atoms catalysts (SACs) have been proposed to improve the kinetics of oxygen electrode reaction. Therefore, for these two types of oxygen electrode reactions, this review firstly summarized their possible mechanism. Then, the SACs were classified by the different metal elements for both ORR and OER. Thus, noble-metal-based and non-noble-metal-based catalysts have been summarized in these two reactions. At the same time, a summary of the dual-function catalyst and its application in zinc air batteries is also given. Finally, in view of the current problems and future development directions of SACs, suggestions are put forward, aiming to pave the way for the design and development of monoatomic oxygen electrode catalysts.     

直接甲醇燃料电池阳极催化剂的制备

直接甲醇燃料电池（DMFC）阳极催化剂是DMFC的关键材料之一,其电化学活性的大小对燃料电池的输出性能及成本起着关键作用。不同催化剂的制备技术决定了催化剂电化学活性的高低。介绍了DMFC阳极催化剂的几种制备方法,并对这些方法进行了评述,对制备DMFC阳极催化剂具有很好的参考价值。     

纳米复合氧化物催化剂研究进展

由于纳米材料催化剂具有独特的结构及表面特性，特别是纳米复合氧化物催化剂具有氧化物催化剂的复合效果及性能，因而其催化活性和选择性大大高于传统催化剂。综述了纳米复合氧化物催化剂的特性及制备方法，介绍了国内外纳米复合氧化物催化剂的应用研究状况，如在催化加氢、催化氧化、聚合反应和环境保护等方面的应用实例及研究成果。     

过渡金属单原子催化剂活化H2O2/PMS/PDS降解有机污染物的研究进展

单原子催化剂（SACs）是一种将金属以原子态负载于载体上的新型材料,具有原子利用率高、催化活性强和易回收等优点,使其在催化降解有机污染物方面备受关注。本文介绍了SACs的催化影响因素,总结了SACs催化降解有机污染物在环境领域中的应用。此外,着重综述了不同过渡金属（Fe、Co、Mn、Cu等）单原子催化剂在基于双氧水或过硫酸盐的高级氧化技术中的催化机理,单原子金属（M）一般与N键合形成活性位点M—N _x,活化氧化剂生成自由基或单线态氧,高效降解有机污染物。最后,提出未来SACs在催化降解有机污染物的研究方向是合成金属负载量高、稳定性高、pH适用范围更广的SACs,以及根据SACs的结构-性能关系和催化机理,对目标污染物设计特定催化剂。     

制备全系列聚烯烃材料的高性能单活性中心催化剂研究进展

高性能单活性中心催化剂的发展给聚烯烃分子链结构的设计与"精确调控"提供了强大的工具,然而设计、制备和优化耐高温多功能催化剂成为制备高性能、高附加值聚烯烃产品的核心。本文回顾了全系列聚烯烃材料的种类,热性能和材料类型与共单体含量之间的关系。重点综述了:①改进型CGC-Ti、半茂钛、非茂铪(锆)等耐高温乙烯/α-烯烃共聚催化剂;②半茂钛、非茂钛等乙烯/(苯乙烯、降冰片烯)系列共聚催化剂;③优化型C2/C1-对称茂锆、耐高温非茂铪等高立构丙烯均聚和等规丙烯-乙烯系列共聚催化剂;④含杂环的C2/C1-对称茂锆高等规1-丁烯本体溶液聚合催化剂。与此同时,对这些催化剂的性能及其相应产物的链结构进行了详细地讨论。最后指出,优化耐高温等规型非茂铪和含杂环或杂原子的C2/C1-对称茂锆以及间规型C1-对称茂锆等多功能催化剂是今后的研究重点。     

丙烷脱氢制丙烯用单原子催化剂研究进展

丙烯是一种重要的有机化工原料和石油化工原料中间体,近年来在国内外市场的需求量持续增长。丙烷直接脱氢制丙烯技术具有收率高、技术成熟、经济环保等优点,备受研究者们的广泛关注。文中综述了丙烷直接脱氢制丙烯用单原子催化剂的研究进展,介绍了单原子催化剂的丙烷脱氢反应机理,探讨了单原子催化剂的失活行为,总结了活性组分、助剂及载体对单原子催化剂催化丙烷脱氢性能的影响,并分析讨论了单原子催化剂在当前研究中存在的问题。最后针对单原子催化剂虽具有优异的丙烯选择性和稳定性,但存在丙烷脱氢活性依旧不足的问题,提出了调控单原子催化剂电子结构促进丙烷脱氢活性的设计思路,为未来丙烷脱氢制丙烯高效单原子催化剂的设计提供了指导方向。     

Fischer-Tropsch合成钴基催化剂研究进展

综述了近年来钴基催化剂在费托合成反应中的研究进展.重点评述了钴源、负载量、载体、助剂、制备方法、焙烧和还原条件等因素在负载型钴基催化剂制备过程中对催化剂活性、选择性控制等方面的影响,概述了钴基催化剂在费托合成反应中的催化机理,并对今后催化剂的研究提出了一点建议.     

Dehydration of 1-phenylethanol over solid acidic catalysts

Dehydration of 1-phenylethanol has been carried out over a solid acidic catalyst in order to examine the effect of the concentration of effective acid sites on the reaction rate, styrene selectivity and catalyst fouling. The reaction rate increased with the concentration of effective acid sites, while styrene selectivity decreased. The catalyst deactivation depended upon the concentration of the effective acid sites and also the size of the micro pores in the catalyst. Taking into account the reaction rate and selectivity, ALO-4 alumina was the most suitable catalyst for the present reaction. An activation energy for the dehydration over ALO-4 alumina was 83.8 kJ mol^?1. The dehydration reaction could be a useful tool for the characterization of the nature of the acid sites.