據悉,中科院大連化學物理研究所催化基礎國家重點實驗室研究員鄧德會和中科院院士包信和團隊,近日在《先進材料》上發表了題為“二維材料限域催化用于能源轉化”的進展報告。 二維材料限域催化在能源小分子如甲烷和甲醇等催化轉化方面有著潛在的應用前景。作為代表性的二維材料限域催化體系,二維材料晶格限域單原子和二維材料限域金屬顆粒已在一些催化反應中展現出了高的催化活性、選擇性和穩定性。 該報告總結了二維材料限域催化體系在結構設計、反應應用以及構效關系中的研究進展,重點介紹了不同二維材料表界面調控方式對限域環境和活性中心的影響,并就二維材料限域催化在能源小分子轉化和利用方面進行了總結和展望。 在二維材料限域單原子催化方面,該團隊利用低溫溶劑熱的方法,直接化學合成了氮原子摻雜的石墨烯;利用固相球磨的方法將metal-N4限域在石墨烯晶格中,首次直接觀察到Fe-N4中心的原子和配位結構,該系列催化劑在甲烷、苯等選擇氧化轉化中表現出了優異的催化活性和選擇性。在二維材料限域金屬顆粒催化方面,該團隊為解決非貴金屬催化劑在苛刻條件下的不穩定性問題,利用石墨烯限域非貴金屬顆粒作為催化劑,率先提出“鎧甲催化”的概念,為苛刻條件下高穩定催化劑的設計提供了新途徑。 |