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單原子催化劑能特別有效地利用昂貴的貴金屬并能產生獨特的性質，然而由于燒結催化劑的穩定性有限通常會影響其應用。盡管可以通過將金屬原子錨定在氧化物載體上抑制燒結帶來的影響，但強烈的金屬-氧相互作用通常會留下太少的金屬位點可用于反應物結合和催化。

在這里，中國科學技術大學曾杰，華盛頓州立大學王勇，加利福尼亞大學Gates Bruce C.和亞利桑那州立大學劉景月（共同通訊）等人展示了將原子分散的金屬原子限制在氧化物納米簇或“納米膠”上，可以增強錨定的有益效應，并且這些納米膠本身分散并固定在一個堅固的、高表面積的載體上。

通過將分離的和有缺陷的CeO_x “納米膠”島與高比表面積的SiO₂相結合來證明這一策略，平均每個納米膠島擁有一個Pt原子。結果表明，在高溫下Pt原子在氧化還原環境中均保持分散狀態，活性催化劑對CO的氧化活性顯著提高。在還原條件下穩定性的提高歸因于支撐結構和Pt原子對CeO_x比對SiO₂有更強的親和力，這保證了Pt原子能夠移動但仍然局限于它們各自的納米膠島。CeO_x納米膠島含有豐富的Ce³⁺，即使在高溫下，它也能在O₂或H₂環境下錨定Pt原子和小團簇。催化劑（0.4% Pt₁/CeO_x/SiO₂）在氧化還原環境下的穩定性為未來的研究提供了新的機遇。

更重要的是，在研究中發現許多催化劑中的活性相是通過還原先形成的。這些觀察結果說明了CeO_x納米膠設計策略的價值，通過可伸縮的強靜電吸附過程還實現了將平均尺寸為2 nm或更小的CeO_x (x ≈1.86)納米膠島分散到堅固的，高表面積SiO₂支撐上，然后選擇性地將Pt原子定位在這些島上。

然而，實際應用的挑戰仍然存在，例如Pt₁原子可逆氧化，以及在較高溫度（如300°C）氧化條件下催化劑活性的降低。但是本文的策略是通過適用于Pt以外的金屬（包括Pd和Rh）的功能性納米膠來限制金屬原子，并且從原則上講，它能夠產生廣泛的單原子和簇催化劑。使用功能性納米膠來限制原子分散的金屬并同時提高它們的反應活性的策略是普遍的，本文的研究結果將被證明對許多催化轉化有用并且本文的研究結果將使單原子催化劑更接近實際應用。

Functional CeOx Nanoglues for Robust Atomically Dispersed Catalysts, Nature, 2022, DOI：10.1038/s41586-022-05251-6.

https://www.nature.com/articles/s41586-022-05251-6.

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?Nature：用于穩定原子分散催化劑的功能性CeOx納米膠

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