澳门新葡亰1495app刘利民教授在《NatureCommunications》发表研究成果

作者: 时间:2019-12-03 点击数:

北京时间10月30号Nature Communications以“Atomic layer deposited Pt-Rudual-metal dimers and identifying their active sites for hydrogen evolutionreaction”为题在线发表了双原子催化领域取得的研究成果,文章通过实验和理论计算发现双金属二聚体可以表现出高的催化活性和稳定性。

这项研究成果由澳门新葡亰1495app刘利民教授与加拿大西安大略大学的孙学良教授、加拿大麦克马斯特大学的Gianluigi A. Botton教授等合作,通过系统的原子沉积技术与理论计算相结合设计出了高催化活性的双金属二聚体。该研究工作得到国家自然科学基金、牛顿高级学者基金、挑战计划和北航青年拔尖人才等项目资助。

单原子催化剂作为催化剂中的新星,其尺寸缩小至纳米级甚至原子级别,使原子的利用率最大化,同时可通过催化剂的配位数,量子尺寸效应以及与载体的相互作用来调节催化剂的电子结构,因此单原子催化剂表现出比纳米颗粒更优异的催化性能。在近期的研究中,双金属位点催化剂得益于两种元素电子结构的协同效应,催化性能得到更大的提升。然而,合成高质量的一对一的A-B双金属二聚体结构仍然是一个巨大的挑战。本文通过原子沉积技术成功合成了Pt-Ru二聚体,并且这些二聚体表现出高的质量活性和出色的稳定性。XAS光谱和第一性原理计算研究发现表明Pt-Ru二聚体包含Pt-Ru键。理论计算与晶体场理论结合发现Pt-Ru二聚体之所以表现出高的活性是因为在反应过程中二聚体从金属变为半导体相变,在这一过程中H与金属间相互作用随着吸附度的不同而不断变化,从而可以显著提高HER活性。这项工作对双金属二聚体催化有了更深入的了解,为精确控制金属二聚体,三聚体甚至四聚体提供新思路。

刘利民教授长期活跃在金属氧化物缺陷与活性领域,在Nature子刊发表论文十余篇。自2017年9月加入北航澳门新葡亰1495app以来,在Nature子刊发表通信作者论文6篇(Nature Nanotechnology 1篇,Nature Phonics 1篇, Nature Communications 4篇),研究工作受到广泛关注。2018年受Surface Science Reports邀请撰写氧化物中多余电子的综述论文(Surf. Sci.Rep. 73, 58(2018))。

原文链接:https://www.nature.com/articles/s41467-019-12887-y

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