大多數催化反應的動力學和途徑取決于存在的界面,這使得在反應界面上精確構建高活性單原子位點成為一個重要目標。近日,中國科學技術大學Lin Yue、Wu Yuen提出了一種熱打印策略,該策略不僅將金屬原子排列在二氧化硅和碳層界面,還通過強配位來穩定它們。
本文要點:
1) 該策略依賴于納米顆粒在兩個接觸基板之間的受控遷移,以及在高溫下從納米顆粒表面發射原子。作者通過原位透射電子顯微鏡觀察到,單個Fe3O4納米顆粒在高溫下像液滴一樣從SiO2球體的核心遷移到表面,并沿著SiO2和碳層的界面移動,從而釋放金屬原子,直到其完全消失。
2) 這些分離的原子被碳層中的氮和硫缺陷捕獲,以產生Fe單原子位點,其對氧還原反應表現出優異的催化活性。此外,還可以通過控制Fe3O4納米顆粒在兩個表面之間的尺寸來調節位點的密度。該策略適用于合成Mn、Co、Pt、Pd、Au單原子位點,為各種應用提供了在不同載體界面上排列單原子位點的通用途徑。
Lin Tian et.al Precise arrangement of metal atoms at the interface by a thermal printing strategy PNAS 2023
DOI: 10.1073/pnas.2310916120
https://doi.org/10.1073/pnas.2310916120