二维材料限域单原子催化剂研究进展(英文)
本文选题:二维材料 + 单原子催化剂 ; 参考:《催化学报》2017年09期
【摘要】:近年来,单一原子或单一位点催化剂因其独特的结构和电子特性受到催化研究人员的广泛关注.目前,多种无机固体材料被用作限域该类单原子催化剂,包括传统的金属氧化物、沸石分子筛以及金属有机框架配合物等.载体的性质会显著地影响单原子的催化性能,因此具有独特物理化学性质的二维材料无疑是限域单原子的一类理想介质,并逐渐引起了人们在该领域的研究兴趣.二维材料兴起于石墨烯的成功剥离,随后其他类似物如氮化硼、氮化碳以及二硫化钼等蓬勃发展起来.结构简单明确且性质独特的二维材料自身就是一类新颖的催化剂,其与单原子的结合将会为催化带来更多新的可能.二维材料限域单原子催化剂的潜在优势如下:(1)二维材料独特的电子结构对单原子中心的电子特性有显著的调变作用,使其催化性能更为独特;(2)二维材料通常具有巨大的比表面积,这允许其锚定更多的单原子从而显著提高其活性位密度;(3)单原子层二维材料有利于反应物分子从双向接触其表面限域的单原子位点,增加碰撞几率并降低传质阻力;(4)二维材料限域单原子催化剂可被视为理想的模型催化剂,其结构均一的活性中心有利于催化剂构效关系的研究;(5)二维材料限域的单原子能够反过来促进或激活二维材料的本征催化活性.在这里,我们总结了二维材料限域单原子催化剂的最新进展,其中二维材料主要涉及石墨烯、氮化碳和硫化钼.我们围绕在二维材料限域单原子催化剂中什么是真正的活性位点及其如何协同催化等问题进行了讨论,进而展望了二维材料限域单原子催化剂的应用前景和挑战.
[Abstract]:In recent years, a single atom or single site catalyst has been widely concerned because of its unique structural and electronic properties. At present, a variety of inorganic solid materials have been used as limited single atomic catalysts, including traditional metal oxides, zeolite molecular sieves and metal organic framework complexes. The properties of the carriers will be obvious. The two-dimensional material with unique physical and chemical properties is undoubtedly a kind of ideal medium for the limited domain single atom, and it has gradually aroused the interest in the field of research. The two-dimensional material has been successfully stripped from graphene, and other similar materials such as boron nitride, carbon nitride and molybdenum disulfide. The two-dimensional material itself is a new type of catalyst. The combination of the single atom and the single atom will bring more new possibilities for the catalysis. The potential advantages of the two-dimensional material limited domain monatomic catalyst are as follows: (1) the unique electronic structure of the two-dimensional material has the obvious electronic properties of the single atom center. The catalytic performance is more unique; (2) the two-dimensional material usually has a huge specific surface area, which allows it to anchor more single atoms to significantly increase its active site density; (3) the single atomic layer two-dimensional material is beneficial to the reactant molecules from the single atomic loci, which contact the surface limit of the surface, and increase the collision probability and decrease. Mass transfer resistance; (4) a two-dimensional material limited domain single atom catalyst can be considered as an ideal model catalyst, and its homogeneous active center is beneficial to the study of the structure-activity relationship of the catalyst; (5) the single atom in the limited domain of the two-dimensional material can in turn promote or activate the intrinsic catalytic activity of the two-dimensional material. Here, we summarize the limited domain of the two-dimensional material. The latest progress in the monatomic catalysts, in which two dimensional materials are mainly involved in graphene, carbon nitride and molybdenum sulfide, is discussed around the real active sites in the two-dimension material limiting monatomic catalysts and their synergistic catalysis, and the prospects for the application of the two dimensional material limiting monatomic catalysts are also prospected. Challenge.
【作者单位】: 中国科学院大连化学物理研究所教育部能源材料化学协同创新中心催化基础国家重点实验室;厦门大学化学化工学院教育部能源材料化学协同创新中心固体表面物理化学国家重点实验室;中国工程物理研究院化工材料研究所四川省新材料研究中心;
【基金】:financial support from the Ministry of Science and Technology of China (2016YFA0204100, 2016YFA0200200) the National Natural Science Foundation of China (21573220, 21621063) the Key Research Program of Frontier Sciences of the Chinese Academy of Sciences (QYZDB-SSW-JSC020);the Strategic Priority Research Program of the Chinese Academy of Sciences (XDA09030100)~~
【分类号】:O643.36
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3 王W,
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