曼彻斯特大学刘铸:在石墨烯水凝胶膜上整单原子催化剂

具有原子分散催化位点的单原子催化剂 (SAC) 在各种反应中都表现出出色的催化性能(www.bangdeng.net)。然而,开发用于制造 SAC 的简便且高产的技术仍然具有挑战性。最近,曼彻斯特大学团队报告了一种激光诱导固相策略,用于在石墨烯载体上合成 Pt SAC。简单地通过快速激光扫描/辐照装载有氯铂酸 (H2PtCl6) 的冷冻干燥电化学氧化石墨烯 (EGO) 膜,团队能够同时将 H2PtCl6 热解为 SAC,并将 EGO 还原/石墨化为石墨烯。在液氮中注入 H2PtCl6 溶液的 EGO 水凝胶膜的快速冷冻和随后通过冷冻干燥的冰升华对于实现原子分散的 Pt 至关重要。

Pt-LrEGO 形成的示意图

纳秒脉冲红外(IR;1064 nm)和皮秒脉冲紫外(UV;355 nm)激光被用来研究激光波长和脉冲持续时间对SACs形成机制的影响。石墨烯载体上原子分散的 Pt 在-10 mA cm-2 处表现出-42.3 mV 的小过电位,用于析氢反应,质量活性是商业 Pt/C 催化剂的十倍。这种方法简单、快速且具有潜在的通用性,并且可扩展用于 SAC 的大规模生产。

相关论文以题为Laser solid-phase synthesis of single-atom catalysts发表在《Light: Science & Applications》上。通讯作者曼彻斯特大学刘铸副教授

参考文献:

doi.org/10.1038/s41377-021-00603-9

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