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高温热冲击增加了单典心小说原子催化剂的稳定性

纳米技术 2022-01-03 23:58:08

作者凯蒂·道尔,马里兰大学 催化剂本质上是提高化学反应速率的促进剂,广泛应用于石油炼制、煤和天然气转化以及氨生产等领域

催化剂还推动新兴的电池和燃料电池技术,这种技术通常(热或电)需要大量能量,因此需要催化来降低反应温度、压力或电化学过电位

单原子催化剂最大化了每个原子的金属利用效率,并提供了优异的性能,代表了催化的前沿

然而,单个原子在低温合成时通常是不稳定的(例如

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小于1000千),并且倾向于重新聚集成纳米颗粒,作为最小化表面能的手段

为此,马里兰大学(UMD)材料科学与工程系(MSE)的一个研究小组开发了一种高温冲击波催化方法——高达3000K,相当于太阳温度的一半——旨在将单个原子“锚定”在基底上,提供优异的热稳定性

由微软亚洲研究院教授胡领导的研究小组于8月12日在《自然纳米技术》上发表了他们的研究

姚永刚,MSE博士

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学生和博士成员

胡的研究小组,担任该论文的主要作者

“我们的方法是通过周期性的开关加热来实现的,其特点是短的开关状态(55毫秒约1500千)和长10倍的开关状态(室温),”姚说

“高温通过形成强金属缺陷键为原子分散提供活化能,而关闭状态则关键地确保了整体稳定性

" 焦耳加热被用来击中高温标记,研究小组使用原位扫描透射电子显微镜(STEM)证实了合成

这项技术可用于催化反应,如甲烷转化,将天然气转化为有用的化学物质,如乙烯、乙烷和苯

胡说:“报道的冲击波方法简便、超快、通用,为传统上具有挑战性的单原子制造开辟了一条通用路线。”

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