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陈军院士Angew:石墨烯量子点系链设计通用策略用于合成单原子催化剂
2020-10-15  

  由于单原子具有较高的表面能,会导致严重的团聚,因此设计通用的策略在不同载体上合成多种单原子催化剂(SACs)仍然是一项具有挑战性的工作。近日,我院陈军院士报道了一种通用的石墨烯量子点系链设计策略来合成SACs

  本文要点:1首先将Ni阳离子与GQD络合,形成稳定的GQD-金属配位复合物。金属阳离子和含O基团之间的强相互作用可以有效地防止金属前体聚集。然后,将生成的金属络合物通过π-π相互作用与碳纳米管(CNT)组装,GQDπ共轭结构确保了碳载体与GQD之间的强相互作用。最后,将表面改性的CNTNH3/Ar气氛下于500 °C加热。GQD的大量缺陷位点可以协助CNT进行N掺杂,从而通过形成M-Nx来锚定形成的金属原子。
2该策略适用于不同金属(CrMnFeCoNiCuZn)和载体(0D碳纳米球、1D碳纳米管、2D石墨烯纳米片和3D石墨泡沫),金属负载量为3.0-4.5wt%

3透射电镜成像和X射线吸收光谱分析结果证实了金属原子在碳载体中的原子分散。

4CNT负载的Ni SACsCO2RR具有极高的电催化活性,CO选择性接近100% 该通用策略有望为合成用于多种电催化应用的SACs开辟新的途径。

Song Jin, et al, A Universal Graphene Quantum Dot-Tethering Design  to Synthesize Single-Atom Catalysts, Angew. Chem. Int. Ed., 2020  DOI10.1002/anie.202008422  https://doi.org/10.1002/anie.202008422


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