Scalable two-step annealing method for preparing ultra-high-density single-atom catalyst libraries

催化作用 退火(玻璃) 材料科学 金属 纳米颗粒 过渡金属 Atom(片上系统) 化学工程 可扩展性 纳米技术 化学 计算机科学 有机化学 数据库 工程类 冶金 复合材料 嵌入式系统
作者
Xiao Hai,Shibo Xi,Sharon Mitchell,Karim Harrath,Haomin Xu,Dario Faust Akl,Debin Kong,Jing Li,Zejun Li,Tao Sun,Huimin Yang,Yige Cui,Chenliang Su,Xiaoxu Zhao,Jun Li,Javier Pérez‐Ramírez,Jiong Lu
出处
期刊:Nature Nanotechnology [Springer Nature]
卷期号:17 (2): 174-181 被引量:607
标识
DOI:10.1038/s41565-021-01022-y
摘要

The stabilization of transition metals as isolated centres with high areal density on suitably tailored carriers is crucial for maximizing the industrial potential of single-atom heterogeneous catalysts. However, achieving single-atom dispersions at metal contents above 2 wt% remains challenging. Here we introduce a versatile approach combining impregnation and two-step annealing to synthesize ultra-high-density single-atom catalysts with metal contents up to 23 wt% for 15 metals on chemically distinct carriers. Translation to a standardized, automated protocol demonstrates the robustness of our method and provides a path to explore virtually unlimited libraries of mono- or multimetallic catalysts. At the molecular level, characterization of the synthesis mechanism through experiments and simulations shows that controlling the bonding of metal precursors with the carrier via stepwise ligand removal prevents their thermally induced aggregation into nanoparticles. The drastically enhanced reactivity with increasing metal content exemplifies the need to optimize the surface metal density for a given application. Moreover, the loading-dependent site-specific activity observed in three distinct catalytic systems reflects the well-known complexity in heterogeneous catalyst design, which now can be tackled with a library of single-atom catalysts with widely tunable metal loadings.
最长约 10秒,即可获得该文献文件

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
耍酷天寿发布了新的文献求助10
刚刚
hyee1关注了科研通微信公众号
刚刚
完美世界应助jzt12138采纳,获得10
刚刚
Hello应助XT采纳,获得10
1秒前
1秒前
kingwill举报小齐爱科研求助涉嫌违规
1秒前
NN发布了新的文献求助10
2秒前
淡然凤完成签到,获得积分10
2秒前
大模型应助小比熊采纳,获得10
2秒前
情怀应助严昌采纳,获得10
2秒前
3秒前
美好初晴发布了新的文献求助10
4秒前
我要发一刊完成签到 ,获得积分10
4秒前
小慧儿完成签到 ,获得积分10
5秒前
5秒前
Mico发布了新的文献求助10
5秒前
5秒前
6秒前
6秒前
6666应助小白采纳,获得10
6秒前
田様应助谨慎的寒松采纳,获得10
7秒前
科目三应助谨慎的寒松采纳,获得10
7秒前
丘比特应助谨慎的寒松采纳,获得30
7秒前
情怀应助谨慎的寒松采纳,获得10
8秒前
Orange应助谨慎的寒松采纳,获得10
8秒前
酷波er应助谨慎的寒松采纳,获得10
8秒前
8秒前
所所应助谨慎的寒松采纳,获得10
8秒前
情怀应助谨慎的寒松采纳,获得10
8秒前
上官若男应助谨慎的寒松采纳,获得10
8秒前
科研通AI6.1应助翟翟采纳,获得10
8秒前
科研通AI6.1应助翟翟采纳,获得10
8秒前
滕祥给滕祥的求助进行了留言
9秒前
9秒前
killer发布了新的文献求助10
9秒前
10秒前
10秒前
YM完成签到,获得积分10
10秒前
10秒前
量子星尘发布了新的文献求助10
11秒前
高分求助中
(应助此贴封号)【重要!!请各用户(尤其是新用户)详细阅读】【科研通的精品贴汇总】 10000
Introduction to strong mixing conditions volume 1-3 5000
Clinical Microbiology Procedures Handbook, Multi-Volume, 5th Edition 2000
从k到英国情人 1500
Ägyptische Geschichte der 21.–30. Dynastie 1100
„Semitische Wissenschaften“? 1100
Real World Research, 5th Edition 800
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 生物 医学 工程类 计算机科学 有机化学 物理 生物化学 纳米技术 复合材料 内科学 化学工程 人工智能 催化作用 遗传学 数学 基因 量子力学 物理化学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 5735420
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 5360561
关于积分的说明 15329871
捐赠科研通 4879609
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2622093
邀请新用户注册赠送积分活动 1571250
关于科研通互助平台的介绍 1528108