东南大学王金兰,再发JACS!

学术   2024-10-14 08:30   广东  
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研究概述
单原子催化剂(SACs)在各种反应中表现出了优异的原子效率和催化性能,但稳定性较差。
理解结构与稳定性之间的关系是优化稳定性的前提,但由于降解过程和反应环境的复杂性,很少对其进行探索。
基于此,2024年10月10日,东南大学王金兰教授/凌崇益副教授在国际期刊Journal of the American Chemical Society发表题为《Structure-Stability Relation of Single-Atom Catalysts under Operating Conditions of CO2 Reduction》的研究论文。
在这里,研究人员通过使用先进的恒定电位密度泛函理论计算,成功建立了在CO2还原在工作条件下N-掺杂碳-载体SACs(MN4 SACs)的结构-稳定性关系。
在此,研究人员通过对不同因素的系统机理研究,确定了配位N原子上的初始氢吸附在催化稳定性中的关键作用,而吸附的可行性最终决定了金属原子的浸出。
在此基础上,研究人员构建了一个电子数和电负性组成的简单描述符,实现了对SACs稳定性的准确、快速预测。
此外,还相应地提出了在不改变活性中心的情况下,通过改变局部几何结构来提高稳定性的策略,并得到了相关实验的支持。
这些发现填补了目前在实际工作条件下理解SACs稳定性的空白,有望推进SACs在可持续能源转换系统中的广泛应用。
图文解读
图1:反应中间体对氢吸附和金属浸出的影响
图2:结构-稳定性关系模型
图3:提高SACs稳定性的策略
文献信息
Structure–Stability Relation of Single-Atom Catalysts under Operating Conditions of CO2 Reduction, Journal of the American Chemical Society2024. https://doi.org/10.1021/jacs.4c11516.
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