记者4月2日从中国科学技术大学获悉,该校路军岭教授团队与国内同行合作,创新性地将前线分子轨道理论引入单原子催化剂设计中。研究团队成功研发出兼具高活性和高稳定性的单原子加氢催化剂,实现了前线分子轨道理论在多相催化中的实验佐证与突破性应用。相关成果在线发表在国际期刊《自然》上。
单原子催化剂凭借其最大化的金属原子利用率、量子化的电子结构及独特的物理化学性质,在多相催化、能源转化、环境治理及生物医学等领域展现出广阔应用前景。自中国科学家率先提出单原子催化概念以来,该领域已成为国际催化领域研究的前沿。
然而,现有研究很少在电子轨道层面上对该两组相互作用进行解析和设计催化剂,而是习惯性地把催化剂的活性/稳定性与实验上测得的金属原子价态进行关联。目前,仍然缺乏一个能够描述单原子催化剂活性和稳定性的统一理论模型。
研究团队在14种半导体载体表面构建了34种钯单原子催化剂。他们通过调控载体种类与尺寸,实现了对载体最低未占分子轨道(LUMO)能级位置的精准调控,并利用紫外可见吸收谱和莫特-肖特基(Mott-Schottky)测试,实现了对其LUMO能级位置的精准测量。他们利用高分辨电镜确认了钯原子的原子分散状态。红外和光电子能谱表征则发现随氧化物尺寸的减小,钯原子的价态逐步升高,与纳米氧化物的电子相互作用逐步增强。
研究发现,当氧化锌、氧化钴等载体尺寸降至纳米级时,钯单原子催化剂的活性显著提升20倍以上,并展现出更优异的稳定性。进一步研究发现,上述钯单原子催化剂的活性与其价态并无直接关系,而与实验上测得的载体LUMO能级位置呈线性关系。
研究人员表示,该研究为高活性、高稳定性单原子催化剂设计提供了一个全新的理论模型,有望为人工智能高通量筛选催化剂奠定新的理论基础,并大幅度加快高活性、高稳定性催化剂的开发,缩短其工业化应用进程。
记者4月2日从中国科学技术大学获悉,该校路军岭教授团队与国内同行合作,创新性地将前线分子轨道理论引入单原子催化剂设计中。研究团队成功研发出兼具高活性和高稳定性的单原子加氢催化剂,实现了前线分子轨道理论在多相催化中的实验佐证与突破性应用。相关成果在线发表在国际期刊《自然》上。
单原子催化剂凭借其最大化的金属原子利用率、量子化的电子结构及独特的物理化学性质,在多相催化、能源转化、环境治理及生物医学等领域展现出广阔应用前景。自中国科学家率先提出单原子催化概念以来,该领域已成为国际催化领域研究的前沿。
然而,现有研究很少在电子轨道层面上对该两组相互作用进行解析和设计催化剂,而是习惯性地把催化剂的活性/稳定性与实验上测得的金属原子价态进行关联。目前,仍然缺乏一个能够描述单原子催化剂活性和稳定性的统一理论模型。
研究团队在14种半导体载体表面构建了34种钯单原子催化剂。他们通过调控载体种类与尺寸,实现了对载体最低未占分子轨道(LUMO)能级位置的精准调控,并利用紫外可见吸收谱和莫特-肖特基(Mott-Schottky)测试,实现了对其LUMO能级位置的精准测量。他们利用高分辨电镜确认了钯原子的原子分散状态。红外和光电子能谱表征则发现随氧化物尺寸的减小,钯原子的价态逐步升高,与纳米氧化物的电子相互作用逐步增强。
研究发现,当氧化锌、氧化钴等载体尺寸降至纳米级时,钯单原子催化剂的活性显著提升20倍以上,并展现出更优异的稳定性。进一步研究发现,上述钯单原子催化剂的活性与其价态并无直接关系,而与实验上测得的载体LUMO能级位置呈线性关系。
研究人员表示,该研究为高活性、高稳定性单原子催化剂设计提供了一个全新的理论模型,有望为人工智能高通量筛选催化剂奠定新的理论基础,并大幅度加快高活性、高稳定性催化剂的开发,缩短其工业化应用进程。
诺贝尔化学奖获得者阿龙・切哈诺沃:做研究保持好奇心很重要 中新网宁波3月17日电(林波)对于学生而言,如何找到研究的信心和价值,让他们有继续下去的动力? “做研究保持好奇心很重要。”3月17日,2004年诺贝尔化学 记者日前获悉,位于四川成都未来科技城应用性科创区的民航科技创新示范区(B区)航站楼项目,近日取得施工许可证。这也意味着全国首个模拟验证机场开工。该民航科技创新示范区相关负责人表示,预计模 美国《发现》杂志网站2月7日刊登题为《200万年前,我们的人类祖先开始从水里捞鱼》的文章,作者是科迪·科蒂尔,内容编译如下:捕鱼可能是一种占许多国家蛋白质消费极大比例的全球性行为,但捕 荷兰阿姆斯特丹大学医学院科学家开展的一项新研究证明,利用最新CRISPR-Cas基因编辑技术,能消除实验室中受感染细胞内所有艾滋病病毒(HIV)的痕迹,为治愈该病带来新希望。相关研究论文将提交于4月27 3月22日消息,xiaomi集团的卢伟冰在微博上表示,xiaomiCivi 4 Pro有可能是2024年最轻薄的电话。这款电话的厚度仅为7.45mm,重量为179.3g。尽管拥有超轻薄的机身,但Civi 4 Pro仍搭载了一块容量为4700mAh 俄罗斯国家航天集团23日发布消息说,俄当天成功发射了“联盟MS-25”载人飞船。消息说,莫斯科时间23日15时36分(北京时间20时36分),“联盟MS-25”载人飞船搭乘“联盟-2.1a”运载火箭从哈萨克斯坦境 。本文链接:我国科学家提出单原子催化剂设计全新理论模型http://www.sushuapos.com/show-2-11675-0.html
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