揭示控制单原子催化剂活性的机制

揭示控制单原子催化剂活性的机制

催化剂结构中维度的降低经常导致化学反应活性的增加。更具体地说，金属表面的原子被实验确定为几种非均相催化反应的活性位点，并且根据d带中心的特征升高，这种识别在理论上是合理的。这种不协调的位点对于控制活跃阶段的稳定性也起着至关重要的作用。代表最低可能协调性的单个原子与阶梯式表面相比可以表现出更高的特异性和效率。


例如，锚定在氧化物纳米晶上分离的单个金属原子促进CO氧化和水煤气变换反应。预计单原子固体可以参与固体表面发生的许多过程，例如金属上石墨烯的生长。


北京时间2018年3月16日，Science在线发表了的里雅斯特大学Maria Peressi、国家研究委员会（CNR）TASC的Cristina Africh（共同通讯）等人题为“Real-time imaging of adatom-promoted graphene growth on nickel”的文章。

该研究从实验和理论上证明了在镍（Ni）上石墨烯生长的技术相关过程中单金属吸附原子所起的催化作用。通过在毫秒时间尺度扫描隧道显微镜成像直接捕获单个Ni原子在生长的石墨烯薄片边缘处的催化作用，而力场分子动力学和密度泛函理论计算使实验观察合理化。石墨烯在金属表面上的生长可以由流动表面金属原子催化。高温导致碳扩散到表面，其中流动的镍原子催化边缘上的石墨烯生长。研究结果揭示了控制单原子催化剂活性的机制。

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