我所開發出離子液體穩定的高效單原子催化劑

  近日,我所催化與新材料研究中心喬波濤研究員、張濤院士團隊和新加坡國立大學顏寧教授、日本京都大學Hiroyuki Asakura教授以及北海道大學Min Gao教授合作,發現離子液體可增加單原子團聚的活化能、可調節金屬單原子的氧化價態,從而開發出離子液體穩定的高效單原子催化劑。

  負載型單原子催化劑(SACs)以其原子利用率最大化和活性位均一等特點而展現出優異的催化性能,現已成為多相催化領域的研究前沿與熱點。如何有效地穩定單原子催化劑,是這一領域的研究難點。在目前已有的多例高溫穩定單原子催化劑報道中,還沒有對單原子進行穩定的通用策略。

  離子液體可以提供“電子保護層”從而有效穩定納米粒子。顏寧團隊首次提出采用離子液體穩定單原子的策略,研究了幾種常見離子液體對不同載體負載的Pt1單原子的穩定效果;隨后與我所喬波濤研究員團隊合作,在HAP負載Pd1單原子上也取得成功,并應用于具有重要應用背景的乙炔選擇加氫反應中,在保持活性不變甚至略有提高的條件下,顯著抑制了催化劑中Pd1單原子的團聚,大大改善了催化劑穩定性,證明了該方法的普適性。由于離子液體的物化性質可通過對陰陽離子的改變而調控,因此利用離子液體穩定單原子催化劑成為一種簡單的穩定單原子催化劑的通用策略。

  該研究為高穩定單原子催化劑的開發提供了新思路,相關成果在線發表于《化學》(Chem)上。 (文/郭亞琳 圖/丁世鵬)

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