WikiEdge:ArXiv-2409.13560
- 標題：Advancing single-atom catalysts: engineered metal-organic platforms on surfaces
- 中文標題：推進單原子催化劑：表面上的工程化金屬有機平台
- 發佈日期：2024-09-20 15:00:13+00:00
- 作者：Amogh Kinikar, Xiushang Xu, Takatsugu Onishi, Andres Ortega-Guerrero, Roland Widmer, Nicola Zema, Conor Hogan, Luca Camilli, Luca Persichetti, Carlo A. Pignedoli, Roman Fasel, Akimitsu Narita, Marco Di Giovannantonio
- 分類：cond-mat.mtrl-sci
- 原文連結：http://arxiv.org/abs/2409.13560v1
摘要：近年來，納米材料的進步已經將納米級製造推向了單原子（SAs）的極限，特別是在異質催化中。單原子催化劑（SACs），由微量的過渡金屬分散在惰性基質上，已經成為這個領域的突出材料。然而，克服這些單原子在超過低溫的情況下聚集的趨勢，並且在表面上精確排列它們，是一個重大的挑戰。使用有機模板來組織和調節單原子的活性具有前景。在這裏，我們介紹了一種新的單原子平台（SAP），在這個平台上，原子被牢固地錨定在分佈在基於碳的聚合物上的特定配位位點，通過表面合成（OSS）合成。這些SAPs即使在較高的溫度下也表現出原子級的結構精度和穩定性。活性位點的電子態的不對稱性預示着這些精確定義的反應中心的增強反應性。在低溫下暴露於CO和CO2氣體時，SAP表現出優秀的捕獲能力。微調配位位點的結構和性質提供了在定製功能方面無與倫比的靈活性，從而為催化應用中以前未被開發的潛力開闢了新的途徑。
問題與動機
作者的研究問題包括：
- 如何在超低溫以上精確地排列和穩定化單個原子催化劑（SACs）？
- 如何在表面上精確地安排單個原子催化劑（SACs）以克服它們聚集成簇的傾向？
- 如何利用有機模板來調節和操縱單個原子的活性？
- 如何通過改變分子前體來調整目標產物的結構和電子性質？
- 如何通過在表面上合成的方法來創建具有特定功能化的原子級精確的SACs？
- 如何實現在低溫度下對CO和CO2氣體的高效捕獲？
- 如何在室溫下完全釋放捕獲的氣體，以實現SACs的循環再利用而不發生中毒？
背景介紹
這篇文獻的背景主要集中在以下幾個方面：