“單原子催化”的概念最早由Zhang, Li和Liu于2011年提出。單原子催化劑(SACs)具有非常高的催化活性,大大提高了原子利用率。目前,SACs已成為催化領域的前沿和先進功能材料。氣凝膠是高度多孔的材料,具有極低的密度和極高的孔隙率。這些孔隙在決定它們的特性(例如表面反應性和機械穩定性)方面起著關鍵作用。SACs和氣凝膠的聯合范式產物可以充分體現其結構優勢并產生新的增強作用。近日,科研人員提出了“原子氣凝膠材料”(AAM)(或單原子氣凝膠(SAA))的一般概念來描述材料和催化領域中這種有趣的單原子新范例。基于“凝膠”的基本單元,AAMs可分為兩類:載體級AAMs(具有微米、納米或亞納米孔結構)和原子級AAMs(具有原子缺陷或氧- 橋接的亞納米孔結構)。前者(即單原子功能化氣凝膠)的基本單元是納米結構中的載體材料,后者(即單原子構建氣凝膠)是原子結構中的單個金屬原子。原子缺陷或氧橋接的 AAM 將是多功能多相催化或非催化領域未來重要的發展方向。還指出了這種新型“原子-納米系統”在實際應用中的設計建議、潛在挑戰和應對策略。
本文要點:
1) 作者提出了“原子氣凝膠材料”(AAM)(或單原子氣凝膠(SAA))的概念,用以描述材料和催化領域中這種新型的單原子形式。根據“凝膠”的基本單位,AAM可分為兩類:載體級AAM(具有微米、納米或亞納米的孔結構)和原子級AAM,具有原子缺陷或氧橋亞納米孔結構)。
2) 前者(即單原子功能化氣凝膠)的基本單元是納米結構中的載體材料,而后者(即單原子構建的氣凝膠)是原子結構中的單金屬原子。原子缺陷或氧橋的AAM將是多相催化或非催化領域未來的重要發展方向。作者并指出了這種新型“原子納米系統”在實際應用中的設計建議、潛在挑戰和應對策略。
相關論文以題為Atomic Aerogel Materials (or single atom aerogels): an Interesting New Paradigm in Materials Science and Catalysis Science綜述發表在《Advanced Materials》上。作者是廣東石油化工學院李澤勝副教授、余長林教授。 |