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发布日期:2022/1/7 10:57:26
就工业生产过程而言,催化剂的参与度达到80%以上。应用领域包括制药、能源转型、化学品生产和废物处理等。

提高 SAC 的热稳定性是其推广到工业应用的重中之重。研究人员总结了近年来热稳定SACs合成方法的基础研究,分析了热稳定SACs在热催化应用中的独特机理。他们试图为催化过程中真正活性中心的确定和高活性热稳定 SAC 的合成提供理论指导。

为了满足日益增长的生产需求和最大的经济效益,开发高效、稳定、价格合理的新型催化剂已成为当务之急。作为催化领域的一个新领域,单原子催化剂(SAC)具有最高的金属原子利用率和最小的活性位点,可以带来更大的经济效益。

同时,可以合理地改变原子支撑微结构。这使研究人员能够调节活性位点的电子结构和几何结构,从而控制催化活性和选择性。但是,SAC 在实际的热催化应用过程中经常会发生烧结。因此,从原子结构合理设计 SAC 以实现热稳定的 SAC 特别重要。




为了以合理的方式制造热稳定的 SAC,必须深入理解单金属原子和载体之间发生的相互作用。这被认为是更好地了解 SAC 热稳定性的基础。

弱物理相互作用在外界条件(高温、还原气氛……)的干扰下,通常无法抑制金属原子的迁移和聚集。相比之下,通过强配位相互作用或表面晶格重建在金属原子和载体表面之间构建化学相互作用更有可能获得热稳定的 SAC。

因此,通过在金属原子和载体之间建立强大的化学相互作用来实现热稳定的 SAC 在理论上是可行的。考虑到这一点,本综述综合了过去几年的研究成果,概述了一系列热稳定 SAC 的合成技术,如高温迁移、高温热解、杂原子掺杂热雾化等。

在实际应用方面,这篇综述将新的表征方法和计算技术结合起来,分析了热催化过程中热稳定 SAC 的催化机理。在 CH 4氧化、CO 氧化、选择性加氢反应等反应中,对热稳定的 SAC 进行了深入研究。

目前,热催化基础研究和工业应用的需求存在两大难点:提高 SACs 的活性位点密度和实现热稳定 SACs 的规模化和简便制备。