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贵金属单原子催化剂具有极高的原子利用率和单位质量活性,在众多化学反应中表现出优异的催化性能。介绍了在传统化学化工领域所用贵金属单原子催化剂的制备、表征及应用3个方面的研究进展。湿化学法制备贵金属单原子催化剂因成本低廉、操作简单而被广泛使用;球差电镜及同步辐射是用于贵金属单原子催化剂表征的最为直接有效的手段;当前,贵金属单原子催化剂主要应用于水煤气变换反应、CO2加氢转化反应、氢甲酰化反应、CO低温氧化转化、丙烷脱氢制丙烯反应及硅氢加成反应等领域。贵金属单原子催化剂也存在一定的局限性,主要包括稳定性差、缺失相邻的集合位点及宏量制备困难等。强化制备工艺与表征技术的融合、探究单原子催化剂的催化机制及反应动力学、寻求特定的适用于单原子催化的反应过程、设计可用于工业化生产的催化剂制备工艺,是推动贵金属单原子催化剂产业化发展的重要途径。 相似文献
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《化学工业与工程技术》2019,(1)
<正>近日,中国科学院大连化学物理研究所航天催化与新材料研究中心研究员乔波涛和中科院院士张涛团队在单原子催化方面取得新进展:利用金属-载体共价强相互作用成功制备出耐高温的高载量铂单原子催化剂。2011年,张涛团队与清华大学李隽教授以及美国亚利桑那大学刘景月教授合作,在国际上首次报道了单原子催化剂的制 相似文献
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单原子位点催化剂作为新兴类别,由于具有接近100%的高效原子利用率,出色的活性、选择性和稳定性等优异特性,受到广泛的关注和研究。本文综述了单原子位点催化剂的最新研究成果及在电催化领域的应用。详细介绍了单原子位点催化剂的制备方法,包括“自下而上”合成策略中的共沉淀法、电化学沉淀法、原子层沉积法、光化学法和原子约束法等,“自上而下”合成策略中的高温原子迁移捕获法、高温热解法和悬挂键捕获法。分析了用于表征单原子位点催化剂的高角环形暗场透射扫描显微镜和X射线吸收光谱表征技术,进行单原子位点催化剂理论计算的密度泛函理论(DFT)和第一性原理。在电催化领域的应用主要包括氧还原反应(ORR)、氮还原反应(NRR)、CO2还原反应(CO2RR)、氢析出反应(HER)和氧析出反应(OER)。最后指出目前单原子位点催化剂存在无法大规模生产和催化机制不清晰等问题并给出相关建议,展望了单原子位点催化剂的发展前景,指出创新制备方法以实现稳定型单原子位点催化剂的大规模制备及工业应用,利用先进表征技术进一步明确单原子位点催化剂催化机制是未来发展的方向。 相似文献
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《精细与专用化学品》2011,19(8):47-47
中科院大连化物所张涛研究员领导的航天催化与新材料研究组日前以氧化铁为载体,成功制备出首例具有实用意义的单原子铂催化剂。该单原子催化剂具有非常高的催化活性和稳定性,其催化活性是传统纳米催化剂的2~3倍,为开发低成本高效贵金属工业催化剂提供了新选择。据介绍,张涛研究员带领的课题组利用氧化铁和铂之间的强相互作用,采用简单的共沉淀法,通 相似文献
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《化工进展》2017,(3)
异丁烯市场的迅猛发展,促使异丁烷氧化脱氢制异丁烯技术得以重视,商业化的Pt基和CrO_x基催化剂存在的不足,使得对新型脱氢催化剂的研究开发成为热点。本文简述了异丁烯市场及发展前景,概述了异丁烷氧化脱氢制异丁烯技术的发展现状,综述了目前文献广泛报道的异丁烷氧化脱氢制异丁烯催化剂的类型(包括MoO_x基、VO_x基、In_2O_3基、Ni基催化剂和单原子催化剂)、活性物种及研究方向,并分析了上述催化剂的优缺点。分析发现,金属氧化物催化剂制备方法传统易行,但产物烯烃收率和稳定性等方面仍待提高,与之相比,单原子催化剂只含有一种活性金属原子,降低了金属负载量的同时提高了其利用率,具有巨大的研究前景。制备方法和实际应用性是未来单原子催化剂的研究重点。 相似文献
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低铂燃料电池催化剂铂载量低,在具有较高活性的同时能够极大地降低燃料电池的成本,因此,开发低铂燃料电池催化剂一直是燃料电池催化剂的重要研究方向。本文综述了低铂燃料电池催化剂的最新研究进展,对低铂燃料电池催化剂进行了分类,包含Pt基合金结构催化剂、Pt基核壳结构催化剂、Pt单原子层结构催化剂和Pt单原子催化剂等;详细介绍了几种低铂燃料电池催化剂的制备方法,主要包括有机溶胶法、电化学还原沉积法、气相沉积法、原子层沉积法、离子液体法、微波法,并对各自的优缺点进行了总结;重点强调了核壳结构电催化剂的制备方法,包括两步有机溶胶法、脉冲电沉积法、表面去合金化法、欠电位沉积法以及中空构型核壳结构催化剂的制备。最后指出可控制备具有高活性和高稳定性的低铂核壳结构催化剂是质子交换膜燃料电池实现商业化的重要研究方向。 相似文献