近日,科技日報記者從中國科學院生物能源與過程研究所獲悉,該研究所研究員梁漢璞帶領的能源材料與納米催化研究組通過一種簡單的隔離錨定策略,制備了多孔氮摻雜碳負載的鐵單原子催化劑。相關研究成果發表在《碳》雜志上。
梁漢璞介紹,科研團隊利用D-葡萄糖、葡萄糖酸鋅和組氨酸來分散和錨定鐵原子。首先,通過組氨酸的咪唑基團螯合Fe3+,實現金屬原子的初步錨定。其次,在水熱過程中,含有大量羥基的D-葡萄糖和葡萄糖酸鋅會在高溫高壓環境下與組氨酸中的羧基發生反應,進一步分散金屬原子。最后,通過高溫熱解去除鋅和多余有機物后,即可獲得具有豐富孔結構的Fe1/NC催化劑。
據悉,因為具有豐富的活性位點和超高的原子利用率,研究人員們對單原子催化劑進行了廣泛的研究。然而,利用現有的原子層沉積、浸漬吸附和光沉積等策略合成的單原子催化劑,存在金屬原子分散性差、金屬與載體之間的相互作用弱等問題,限制了單原子催化劑的氧還原催化性能。