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将多个孤立的金属原子可控地锚定到单个载体中在许多{attr}3135{/attr}中具有巨大的潜力,而具有多个单个金属原子的催化剂的合成仍然是一个挑战,并且很少有文献报道。
基于此,海南大学田新龙课题组开发了一种通用的可移动式印刷方法,通过将单个金属原子从印刷模板转移到多孔氮化物掺杂碳载体上来合成具有多达11种不同金属元素的多种金属SAC(定义具有超过五种金属元素的SAC在单一催化剂中称为高熵单原子催化剂(HESACs))。
研究人员通过开发的活字印刷方法成功合成了从五元金属到十元金属的HESAC。所提出的活字印刷方法为研究HESAC提供了良好的平台,具有不同内在性质的各种金属元素可以和谐共存,并且该方法具有以下特点:
1.非平衡处理,将分散的单个金属原子通过活字印刷法直接点对点转移到载体上,从而防止了金属的团聚;
2.可控合成,其中五元到十元的HESAC可以通过所提出的方法轻松合成。
为了验证制备的HESAC催化剂的潜在应用,HESAC被用作组装ZAB的空气阴极催化剂。实验结果显示,组装的基于HESAC的ZAB表现出优异的ZAB性能,峰值功率密度高达195 mW cm-2,比Pt/C基ZAB高约1.4倍(138mW cm-2);基于HESAC的ZAB的比容量达到810 mAh g-1,高于基于Pt/C的ZAB(689 mAh g-1)。此外,基于HESAC的ZAB可以稳定工作超过81小时而没有明显降低放电电压,这也表明其良好的放电稳定性。
Movable Type Printing Method to Synthesize High-entropy Single-atom Catalysts. Nature Communications, 2022. DOI: 10.1038/s41467-022-32850-8
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