定制合成服务网 > 试剂知识 > Angewandte： 为高效电解水定制单原子催化剂的键微环境和反应途径
单原子位点 (SASs)通常是稳定的，并受相邻原子的影响 ; 揭示 SASs 在电解水中的结构 - 反应 性关系是一个巨大挑战，这源于大量的具有复杂结构 的支撑材料。本文从设计原则、合成策略、表征技术以及结构 -性能相关性的理论分析等多学科角度，总结了不同载体上定制键微环境的最新进展，并讨论了不同 SAS 结构在电解水中的反应途径和性能优势。讨论了 SAS 结构影响其电催化性能的本质和机理，以及其未来发展的关键需求。最后，还提供了挑战和前景，以刺激其在水分解电解槽中的实际使用。 考虑到催化剂 中孤立的单原子位点 (SASs)必须依赖于 基底 ，这些金属 位点的反应性、选择性和稳定性强烈依赖于固体载体或它们周围的配体。不同的原子和键的微环境以及独特的电子和几何结构使 SASs与纳米颗粒明显不同。 SASs 与 载体 局部配位环境之间的有效电荷转移可能会影响金属原子 d带中心的能量转移 ; 同时，现有文献表明，定制 SACs 中的键微环境将对调节电解水的内在催化活性、过程和稳定性产生很大的影响 。然而，伴随着这些有前途的潜力，由于大量可能的载体 材料和多样化的原子配置，这些独特的催化剂在电解水的构建、表征、分析和应用方面引起了挑战。首先，由于 SASs的物理化学性质多变且种类繁多，因此可控地设计出具有均匀 SAS 结构的催化剂极具挑战性。此外，对于确定了配位数和空间构型的 SASs 在宿主体内的复杂原子和键的微环境分析还缺乏足够的技术。因此，确定不同 SASs 的构效关系和潜在的电催化反应机理仍需大量努力，这对于指导未来 SASs 在电解水中的设计和性能优化是必不可少的。为了在这一具有挑战性的领域提供设计原则、合成策略、表征技术以及对结构 - 性能相关性的讨论的多学科视角，在 此，该综述 强调了过去五年中在电解水中不同 SAS结构的键微环境定制、反应途径和性能优势方面取得的重要进展和关键的未知数。 该综述特别关注有机 框架、碳载体、金属合金和过渡金属化合物中的 SASs 微环境工程 。
示意图 1 . 在不同类型的载体 中定制 SASs的键微环境的说明性图像。
示意图 2 . 目前建立的不同类型 SASs在电解水中的催化反应过程和设计原则。
示意图 3. 载体上 各种 SAS的代表性合成策略的说明性图片。 Zheng, W., Zhu, R., Wu, H., Ma, T., Zhou, H., Zhou, M., He, C., Liu, X., Li, S. and Cheng, C. (20 22), Tailoring Bond Micr oenvironment s and Reaction Pathways of Single-Ato m Catalysts for Efficient Water Electrolysis. Angew. Chem. Int. Ed.. https://doi.org/10 .1002/ani e.202208667
我的微信
关注我了解更多内容
文章导航
{list_comment type="article" format="Y-m-d H:i:s"}
cache
Processed in 0.015740 Second.
目前评论：0