催化剂
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JACS:一种锚固在还原氧化石墨烯上的单位点MoO2催化中心的合成与结构-活性表征
美国西北大学Tobin J. Marks,Yosi Kratish,Michael J. Bedzyk,George C. Schatz报道了采用X射线光电子能谱(XPS)、DRIFTS、粉末X射线衍射、N2物理吸附、NH3-TPD、水接触角、活性中心中毒实验、Mo EXAFS、模型化合物单晶X射线衍射、密度泛函理论(DFT)和催化性能测试等手段揭示了锚固到还原氧化石墨烯(rGO/MoO2)上的单位点Mo(=O)2物种。
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金属-氮-石墨烯中铂合金的可扩展熔盐合成用于高效氧还原
该文中,研究人员提出了一种简单且可扩展的熔盐合成方法,用于制备注入金属氮石墨烯的低铂(Pt)纳米合金。所制备的低铂合金石墨烯具有1.29A mgPt-1的高氧还原活性和超过30000次电位循环的优异耐久性。石墨烯包裹的铂纳米合金的催化剂纳米结构由于强大的金属-载体相互作用提供了强大的抗纳米颗粒迁移和腐蚀能力。
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硅谷技术狂人马斯克:SpaceX将提取二氧化碳转化为火箭燃料
就目前的技术发展而言,这种设想并非没有可能。今年9月,美国与中国科学家的联合研究论文发表在《自然·通讯》杂志上。他们在反应器中使用一种碳基催化剂,可以高效地将二氧化碳转化为甲烷。目前国际空间站已经使用类似技术清除航天员呼出的二氧化碳,并制造火箭燃料,使空间站保持轨道高度。但中美科学家使用的石墨烯催化剂转化效率更高。“未来将需要其他燃料。我们可以从二氧化碳中生产甲烷并用它们来生产其他下游物质。也许有一天,我们可以在火星上生活。”
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刘睿/张其春合作CEJ:碳管/石墨烯异质结,高性能氧电催化!
为了加速无金属碳催化剂缓慢的氧还原/析氧反应(ORR/OER)动力学,作者将N掺杂亚微米碳管(N-SMCTs, 电子给体)和N掺杂还原氧化石墨烯(N-rGO, 电子受体)进行原位耦合,成功设计出一种电化学活性/活性界面促进ORR/OER动力学。
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ACS Catal:石墨烯催化无受体有机分子脱氢
瓦伦西亚理工大学Hermenegildo García、海梅一世大学Jose A. Mata等报道石墨烯衍生物在无受体条件进行N-杂芳环有机化合物分子脱氢反应ADH(Accrptorless Dehydrogenation)的性能,发现还原氧化石墨烯rGO(reduced graphene oxides)的催化活性最好,能够在130 ℃温和反应条件实现化学计量比的催化转化,作为一种高效率的异相碳催化剂。
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深圳大学SCC:合理设计石墨烯上钌的形态分布提升碱性析氢性能
近日,深圳大学刘剑洪、张黔玲课题组报道了一种新型的析氢催化剂制备策略。通过改变Ru前驱体与ZIF-8的结合模式联合高温热解的方法,成功将Ru负载于石墨烯上并实现形态分布调控。结果表明,Ru单原子+纳米颗粒结构能够有效促进水分子的解离,从而提升其碱性析氢性能。

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ACS Nano: 用于电化学还原氮为氨的石墨烯衍生物的合理设计
将氮转化为氨为生产肥料前体和高效能源载体提供了一种可持续且环保的方法。由于能量密度大和重量氢含量高,NH3 被认为是合适的下一代能量载体和液体燃料。然而,氮还原反应(NRR)生产氨的效率低、速度慢是目前的瓶颈,无法使其成为传统的 Haber-Bosch 氨生产工艺的替代方案。催化剂(包括光电催化剂和电催化剂)的合理设计和工程是提高NRR效率和充分发挥其性能的关键挑战。
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华东师大宋也男/孙卓《ACS AMI》:缺陷石墨烯薄膜用于臭氧催化氧化水中新诺明降解机理研究
石墨烯薄膜中的缺陷可以作为活性催化位点,但是对于其本征缺陷种类及对应的催化性能分析还需要深入的机理研究。课题组通过CVD石墨烯制备单层原子薄膜,并后处理制备缺陷石墨烯薄膜,简单有效的通过控制缺陷种类来提高其臭氧催化氧化性能,该技术非常具有产业化前景。
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Nano Energy:石墨烯量子点设计的磷化镍钴复合材料用作高效全解水双功能催化剂
基于此,南洋理工大学陈鹏教授合成了一种由负载在钛网 (TiM)上的三元镍钴磷化物(NiCo2P2)和GQDs组成的异质复合材料(NCP/G NSs),可作为全解水的高性能双功能电催化剂,仅需119 mV的HER过电位即可达到100 mA cm-2的电流密度,创下历史新低。在碱性介质中,电流密度为10 mA cm-2时,全解水的工作电压为1.61 V,优于当前工业标准Pt/C-RuO2(1.73V)。
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Chemical Engineering Journal:N掺杂石墨烯量子点/Ni(Fe)OxHy 电催化剂加快OER反应速率
华东理工大学胡彦杰课题组构建了一类新型电催化剂,以柠檬酸铵为原料,通过水热法将N掺杂的石墨烯量子点(NGQDs)强耦合在Ni(Fe)OxHy纳米片阵列上。表面化学状态分析表明,NGQDs通过M-N-C键固定在Ni(Fe)OxHy上,这导致电子发生强烈的相互作用,产生更多的高价金属(Ni3+和Fe3+),这些高活性金属中心位点可以有效地促进OER过程中的羟基化转变,从而极大程度地改善OER动力学。
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陈建毅研究员、董际臣研究员、刘云圻院士,Angew观点:近平衡生长化学稳定的共价有机框架-还原氧化石墨烯杂化材料用于催化析氢反应
本篇通过近平衡液相生长法,在非常低的单体浓度下,通过邻二胺和邻二酮之间的自发缩聚,合成了化学稳定的吡嗪融合的二维BPT-COF 和PT-COF材料。该方法允许组装COFs和COF-GO杂化材料,并通过真空过滤方法,在任意基底上组装均匀的导电膜。
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“铠甲催化”实现室温CO高效氧化
近日,中科院大连化学物理研究所研究员邓德会团队在“铠甲催化”研究方面取得新进展,该团队创新地将铂(Pt)纳米颗粒负载在石墨烯封装的镍化钴(CoNi)铠甲催化剂(Pt|CoNi)上,利用CoNi的电子穿透效应对Pt—石墨烯界面处的电子结构精确调控,实现了室温下一氧化碳(CO)的高效氧化。相关研究成果发表在《自然—通讯》上。
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Angew:用于析氢反应的化学稳定的共价有机骨架-氧化石墨烯杂化材料的近平衡生长
该过程是通过邻二胺和邻二酮之间的自发缩聚来实现,并且在很低的单体浓度下是由COF结构域的不平衡增长驱动。该方法可以实现COFs和COF-GO杂化材料的原位组装,并通过真空过滤在任意衬底上形成均匀的导电膜。
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IIT-G团队开发了一种具有成本效益的替代品,用于拆分水分子来利用氢气
印度古瓦哈提技术学院的科学家团队开发了非贵金属催化剂,这些催化剂与将水分解成PEC电池的贵金属一样好。印度古瓦哈提技术学院化学系教授Mohammad Qureshi博士说,我们开发了一种三元催化剂,由钴锡分层双氢氧化物(LDH)和钒酸铋组成,形成带有石墨烯桥的p-n结半导体,并表明催化剂作为光阳极时,能够轻松劈开水产生氢和氧气。
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成会明院士AM综述:石墨烯负载的原子分散金属作为双功能催化剂用于基于转化反应的下一代电池的研究进展
石墨烯或类石墨烯碳负载的原子分散金属催化剂(G-ADMC)已被证明在各种电催化反应中表现出优异的活性,是很有前途的候选催化剂。与仅在一个方向上需要高活性的用于催化的G-ADMC不同,用于可充电电池的G-ADMC应该在放电和充电方面均可提供高活性。