關於單原子催化劑的這些數據,你應該瞭解!

所有數據均基於Web of science 檢索,以single atom catalysts 為題,查詢日期截至2020年3月26日的結果,共有2015篇相關論文發表。

關於單原子催化劑的這些數據,你應該瞭解!


圖1. Single atom catalysts相關研究領域分佈,以化學,材料科學,能源存儲及光電化學為主。

關於單原子催化劑的這些數據,你應該瞭解!


圖2. Single atom catalysts相關研究工作發表類型,以Article和Review居多,同時應注意相關專利的申請及結果。

關於單原子催化劑的這些數據,你應該瞭解!


圖3 在Web of science 以singleatom catalysts 為題查詢的研究工作,以引用排序。(引用前十)可以發現相關十篇工作集中在碳氧化學,析氫反應,氧還原反應,均相/異相催化及合成方法學。

關於單原子催化劑的這些數據,你應該瞭解!


圖4. 相應十篇論文引用的發展趨勢:在2014年後急劇增加,並呈現出線性上升的趨勢。

關於單原子催化劑的這些數據,你應該瞭解!


圖5. 在Web of science 以singleatom catalysts 為題查詢的文章所在地區和國家,以中國大陸最多(佔比接近60%),美國,澳大利亞,日本,新加坡,法國,加拿大,瑞士等都有不錯表現。

關於單原子催化劑的這些數據,你應該瞭解!


圖6. 相應大陸區研究機構分佈及相關學者:(此僅以查詢結果為依據,如有不全請指出)

大連化物所:張濤,包信合,王愛琴等

清華大學:李雋,李亞棟,王定勝,陳晨等

中國科學技術大學:吳宇恩,路軍嶺,孫永福,姚濤等

物理所:谷林等

上海光源:姜政,司銳等

【單原子催化的代表工作】

1、Single-atomcatalysis of CO oxidation using Pt-1/FeOx

關於單原子催化劑的這些數據,你應該瞭解!


開山之作:中國科學院大連化學物理研究所的張濤院士、清華大學李雋教授及美國亞利桑那州立大學劉景月教授開發了FeOx負載的單原子鉑(Pt)催化劑。研究發現Pt單原子提供電子給基底材料FeOx使催化劑更穩定,並對CO氧化呈現高活性。球差電鏡和XAFS證明了Pt單原子的存在以及Pt單原子與FeOx的結合態,DFT計算表明帶正電的Pt降低了CO的吸附能和CO的反應能壘。“單原子催化”概念首次被提出。

2、Directtransformation of bulk copper into copper single sites via emitting andtrapping of atoms

關於單原子催化劑的這些數據,你應該瞭解!


擴展合成方法:中科大吳宇恩和清華大學李亞棟教授2018年合作在Nature Catalysis上發表利用了蒸發-再分散策略實現了工業級別的大規模的單原子催化劑的製備。

3、Cobaltin Nitrogen-Doped Graphene as Single-Atom Catalyst for High-Sulphur ContentLithium-Sulphur Batteries

關於單原子催化劑的這些數據,你應該瞭解!


能源存儲:中國科學技術大學季恆星教授、武曉君教授、合肥工業大學孔祥華副教授(共同通訊作者)等報道了嵌入氮摻雜石墨烯中的單分散鈷原子(Co-N/G)可以觸發多硫化鋰的表面介導反應。作者證明嵌入單獨Co原子的N摻雜石墨烯是一種用於支撐Li-S電池中S的前景良好的碳基主體材料。結合XPS、TEM和XAS分析的結果,作者得出結論,在Co-N/G中,Co原子嵌入在N摻雜的石墨烯晶格中並與N原子配位形成Co-N-C配位中心,並且兩個相鄰的Co原子之間的平均距離估計約為1 nm。原位XAS和第一性原理計算表明,Co-N-C配位中心分別促進放電和充電過程中Li2S的形成和分解。

4、Atomicallydispersed Fe3+ sites catalyze efficient CO2 electroreduction to CO

關於單原子催化劑的這些數據,你應該瞭解!


CO2還原:2019年洛桑聯邦理工學院胡喜樂和國立臺灣大學Hao Ming Chen課題組合作,開發了一種超高活性的Fe3+–N–C單原子催化劑,可以在低過電位下高選擇性將CO2 還原成CO。該催化劑在低達80mV的過電位下即可還原CO2,而在340 mV過電位下,CO的電流密度高達94 mA cm−2,摩爾電流密度超過了貴金屬Au催化劑,TOF與Au催化劑相當。進一步採用XAS技術對催化劑進行原位表徵,他們提出催化活性位點為孤立的Fe3+,這些Fe3+與N摻雜碳材料上的吡咯型氮相結合,可在電催化過程中維持價態穩定。而電催化性能測試表明Fe3+具有更強的CO2吸附以及更弱的CO吸附能力,因此所表現出來的活性要遠高於傳統的Fe2+。

5、Single‐AtomCatalysts in Catalytic Biomedicine

關於單原子催化劑的這些數據,你應該瞭解!


生物醫學:2019年中科院上海硅酸鹽研究所陳雨、Feng Wei等人概述了SACs在生物醫學領域的關鍵意義和一些需要解決的潛在關鍵問題。討論了SACs在引發一些具有代表性的催化反應中的催化性能,為生物醫學應用提供了基礎。並總結了一系列具有代表性的成功構建SACs的範例,這些SACs可用於多種生物醫學應用,如癌症治療、傷口消毒、生物傳感和氧化應激細胞保護等,重點揭示了其內在催化機制和理解其潛在的結構-性能關係。最後,討論並展望了SACs引發的生物醫學催化技術在未來發展中面臨的機遇和挑戰。

數據分析來源材料十,若有不妥,請聯繫!


分享到:


相關文章: