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單原子金屬納米粒子是一種新型的催化劑。
近日，哈工大Jiajun Wang，西安大略大學孫學良院士，中國科學院物理研究所Dong Su利用選擇性ALD技術合成了Ru單原子與PtNi納米粒子表面空腔耦合的雜化催化劑（Ru-ca-PtNi），其中Ru單原子被單獨捕獲在凹疇中。該催化劑顯示出2.01 A mg-1Pt的顯著提高的MOR峰值質量活性，與商業Pt/C相比，提高了5.8倍。

本文要點
要點1.透射電子顯微鏡結果表明，與其中Ru單原子位於PtNi NP(Ru-su-PtNi)的光滑表面上的參考催化劑相比，Ru單原子錨定在Ru-ca-PtNi中的凹域中。

要點2.根據operando FTIR分析和密度泛函理論(DFT)計算，Ru單原子-腔協同耦合通過優化d帶中心位置有效地加速了CO去除。此外，理論分析表明，被空穴俘獲的Ru原子具有高擴散勢壘，從而解釋了Ru-ca-PtNi的穩定性顯著增強的原因。
這項工作揭示了單原子-腔耦合機制，以提高單原子催化劑的活性和穩定性。

Fanpeng Kong, et al, Selectively Coupling Ru Single Atoms to PtNi Concavities for High-Performance Methanol Oxidation via d-Band Center Regulation, Angew. Chem. Int. Ed. 2022
DOI: 10.1002/anie.202207524
https://doi.org/10.1002/anie.202207524

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