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鄒志剛院士等人JACS：“激光種植”制高載量SACs，助力HER！

來源：時間：2023-06-30 17:31:52 瀏覽：1955次

第一作者：Bing Wang、Xi Zhu和Xudong Pei

通訊作者：鄒志剛院士、林志群教授、姚穎方副教授和Bing Wang

通訊單位：南京大學(xué)、新加坡國立大學(xué)

DOI: 10.1021/jacs.3c02364

研究背景

單原子催化劑（SACs）具有最大的原子利用率、獨特的電子結(jié)構(gòu)、均勻的活性中心以及不飽和配位環(huán)境，獲得了廣泛的關(guān)注。盡管缺陷工程、空間限制等方法用于制備單原子（SAs），但它們通常具有繁瑣的合成步驟和還原劑的使用。同時，在基體上實現(xiàn)高負載量的SAs也仍然是一個重大挑戰(zhàn)。基于此，南京大學(xué)鄒志剛院士、姚穎方副教授和Bing Wang以及新加坡國立大學(xué)林志群教授等人報道了一種溫和的室溫激光種植策略，用于在各種基底（碳、金屬和氧化物等）表面上制備具有所需性質(zhì)的SAs。這種室溫激光種植策略具有可移植性，可在不同環(huán)境下為不同基體負載高載量的SAs，為制備高效和高負載量的SACs開辟了新的途徑。

文章要點

1、作者采用一種簡單、通用的室溫激光種植策略，成功地在不同基底上合成出高載量的單原子。由于激光播種使得基底表面產(chǎn)生高缺陷密度，從而實現(xiàn)最高達到41.8 wt%的金屬SAs負載量。

2、針對不同金屬的性質(zhì)，該策略可用于合成多種金屬原子共存的高熵單原子（HESAs）仍然展現(xiàn)出高效性和便捷性。

3、當(dāng)HESAs中金屬原子含量的分布與它們催化性能的火山圖分布相似時，可以獲得優(yōu)異的催化活性。優(yōu)化后所得HESAs，其HER活性是商業(yè)化Pt/C催化劑的11倍左右。

圖文展示

圖1.通過激光種植技術(shù)在碳黑載體表面生長不同形態(tài)的Pt

圖2. Pt單原子的形成機理

圖3.激光種植技術(shù)在不同載體表面生長Pt單原子

圖4.激光種植技術(shù)制備的HESAs的形貌結(jié)構(gòu)表征

圖5.不同HESAs的電催化性能

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