氮掺杂碳铁单原子催化剂 - 氮掺杂原子催化剂 - 江苏先丰纳米材料科技有限公司|高品质石墨烯,黑磷,碳纳米管,等纳米材料制造商和技术服务商

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单原子催化剂（SACs）是一类将单个金属原子锚定在载体上的材料，由于其有最大限度的原子利用率，在多相催化反应中表现出优异的性能。本期小丰整理了3篇原子催化剂在ACS Nano、JACS、EES期刊的表现，一起看看有哪些新进展吧~

ACS Nano：用于双功能氧电催化的多金属单原子催化剂

多金属合金在金属-空气电池的应用中表现出了良好的性能，但设计多金属单原子催化剂（MM-SAC）仍然是一个挑战。2023年9月10日，ACS Nano报道了研究人员以金属-C3N4和氮掺杂碳为基石，通过两步法合成MM-SAC，并验证了原子色散的固有特征和多金属位点之间的强电子互易性。

研究发现，三金属FeCoZn-SAC和四金属FeCoCuZn-SAC分别具有优异的析氧反应和氧还原反应活性以及出色的双功能耐久性。密度泛函理论计算阐明了FeCoCuZn-SAC的Co位点对ORR和OER有效催化的关键贡献。更重要的是，以FeCoCuZn SAC作为阴极催化剂的锌空气电池表现出高功率密度（252 mW cm−2）、高比容量（817 mAh gZn−1）和充放电过程的相当大的稳定性（超过225小时）。这项工作为MM-SAC在氧电催化方面的优势提供了直观的视角。

文献名称：Multimetallic Single-Atom Catalysts for Bifunctional Oxygen Electrocatalysis

JACS：使用高稳定性单原子 Ru 催化剂回收混合塑料废物

随着塑料废物数量的增加，需要快速将塑料废物转化为化学原料，化学催化是解决这一问题的最有希望的方法。2023年10月5日，JACS报道了研究人员首次利用单原子Ru催化剂，将约90%的混合塑料废物转化为甲烷产品（选择性>99%）。

作者使用超分子组装方法在CoAl氢氧化物层之间嵌入RuCl4-离子，通过进一步氢热还原合成了均匀分散的Ru活性位点催化剂（RuSA-CoAlO和RuNP-CoAlO），并研究了RuSA-CoAlO催化剂在降解各种塑料中的催化性能。单一PET塑料的转化效率为87.5%，而PP和PE塑料均达到了99%的转化率。包括PET、PP和PE在内的混合塑料也显示出高转化效率（>90%）和甲烷选择性（>99%）。RuSA-CoAlO催化剂在150次连续进料中保持了约90%的CH4产率，结构稳定，催化剂表面的碳积聚很少。该研究为混合塑料废物的再利用开启了新的时代。

文献题目：Mixed Plastics Wastes Upcycling with High-Stability Single-Atom Ru Catalyst

EES：Fe–N4SP单原子催化剂增强锌-空气电池阴极的氧还原反应

原子分散的铁-氮-碳（Fe–N–C）催化剂是用于氧还原反应（ORR）的非贵金属催化剂，但其活性受到电子结构的限制。准确调节Fe位点的d带中心和自旋态对于增强ORR活性仍极具挑战性。2023年11月16日，期刊EES报道了研究人员通过在第一配位壳层中用轴向硫原子和在第二配位壳层上用相邻的磷原子修饰Fe–N4位点，合理设计了具有高度配位结构的Fe–N4SP结构。

作者在N、P和S三元共掺杂空心碳纳米笼中成功构建了Fe–N4SP位点，Fe–N4SP/NPS-HC催化剂表现出优异的ORR活性，在碱性介质中具有0.912 V的半波电位，在酸性介质中具有0.814 V的半波电位。该催化剂在锌-空气电池系统中具有高达320小时的超长耐久性。

文献题目：High-coordination Fe–N4SP single-atom catalysts via the multi-shell synergistic effect for the enhanced oxygen reduction reaction of rechargeable Zn–air battery cathodes

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