Ny anmeldelse fremhæver innovative katalysatorer:Design og anvendelse

Nanokatalyse giver mange muligheder for kemiske transformationer, lige fra kemisk fremstilling til energiomdannelse og lagring. Langt fra, hovedsageligt på grund af nyttiggørelsesaspektet, har heterogen katalyse fået betydelig forskningsmæssig opmærksomhed, idet dens anvendelse dækker cirka 80 % af alle katalytiske processer.

For at udvikle effektive nanokatalysatorer er det af afgørende betydning at få indsigt i de grundlæggende egenskaber, såsom koordinationsstrukturerne af de aktive centre, element-doping-inducerede elektroniske effekter og substrat-adsorbat-interaktioner. På grund af begrænsningen af ​​de aktuelt tilgængelige karakteriseringsteknologier og mangfoldigheden af ​​aktive steder i heterogene nanokatalysatorer har barrieren, der hæmmer nanokatalyse, længe eksisteret på grund af manglen på en atomisk niveauforståelse af mekanismerne, der styrer de katalytiske processer. Nanokatalysen står over for en stor udfordring for at opfylde behovene i et bæredygtigt samfund.

I løbet af det sidste årti er moderne katalyse gået ind i den gyldne æra på grund af udviklingen af ​​enkeltatom-katalysatorer. Med egenskaberne 100 % dispersion og ensartet aktivt center tilbyder enkeltatom-katalysatorer avancerede muligheder for at udforske metallers katalytiske ydeevne. Endnu vigtigere er det, at undersøgelserne af de interatomiske vekselvirkninger mellem det enkelte metalatom og det omgivende miljø ville kaste lys over den katalytiske proces over multiatomstederne i nanokatalysatorer.

For nylig blev en omfattende beretning om design af moderne heterogene katalysatorer offentliggjort i Chinese Journal of Catalysis af et team ledet af prof. Chen Chen fra Tsinghua University, Kina. Denne beretning opsummerede deres omfattende undersøgelse af de faktorer, der påvirker nanokatalyse, sammen med de syntetiske strategier, der er udviklet til at fremstille innovative katalysatorer lige fra enkeltatomskatalysatorer til nanokatalysatorer. Anvendelsen af ​​katalysatorerne dækker elektrokatalyse, fotokatalyse og termokatalyse.

Hovedforfatteren, prof. Chen Chen siger, at deres "hold længe har været dedikeret til at undersøge nanokatalyse og udnytte nye katalysatorer til kemisk syntese og energiomdannelse. Vi håber, at vores undersøgelser vil give nogle nyttige retningslinjer for forskerne til at opnå synlige gennembrud i katalysevidenskab." + Udforsk yderligere

En molekylær platform for heterogen OER-elektrokatalyse baseret på dobbeltatom-katalysatorer