揭示控制單原子催化劑活性的機制

揭示控制單原子催化劑活性的機制

催化劑結構中維度的降低經常導致化學反應活性的增加。更具體地說，金屬表面的原子被實驗確定為幾種非均相催化反應的活性位點，并且根據d帶中心的特征升高，這種識別在理論上是合理的。這種不協調的位點對于控制活躍階段的穩定性也起著至關重要的作用。代表最低可能協調性的單個原子與階梯式表面相比可以表現出更高的特異性和效率。


例如，錨定在氧化物納米晶上分離的單個金屬原子促進CO氧化和水煤氣變換反應。預計單原子固體可以參與固體表面發生的許多過程，例如金屬上石墨烯的生長。


北京時間2018年3月16日，Science在線發表了的里雅斯特大學Maria Peressi、國家研究委員會（CNR）TASC的Cristina Africh（共同通訊）等人題為“Real-time imaging of adatom-promoted graphene growth on nickel”的文章。

該研究從實驗和理論上證明了在鎳（Ni）上石墨烯生長的技術相關過程中單金屬吸附原子所起的催化作用。通過在毫秒時間尺度掃描隧道顯微鏡成像直接捕獲單個Ni原子在生長的石墨烯薄片邊緣處的催化作用，而力場分子動力學和密度泛函理論計算使實驗觀察合理化。石墨烯在金屬表面上的生長可以由流動表面金屬原子催化。高溫導致碳擴散到表面，其中流動的鎳原子催化邊緣上的石墨烯生長。研究結果揭示了控制單原子催化劑活性的機制。

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