科學家提出納米限制策略以形成亞納米反應堆

單原子催化劑(SAC)由于其對活性物質的最大利用而在電催化過程中很有前途。然而，由于它們的隔離特征，操縱這些原子級活性位點以滿足特定反應仍然是一個重要的瓶頸。中國科學院大連化學物理研究所(DICP)的劉健教授和他的合作者提出了一種納米限制策略，以在石墨氮化碳的極窄但規則的表面腔內容納多個Fe和Cu單原子。形成“亞納米反應堆”。

“這些高度局限在亞納米反應器中的鐵和銅原子，不僅與反應物之間形成更強的相互作用，而且更重要的是，由于它們在這個極其狹窄的空間中具有獨特的微環境，因此產生了顯著的協同效應，這是非常有利的。該研究的共同作者，來自天津大學的梁吉教授說。

劉教授補充說：“這是我們首次在概念上成功地將納米反應器推向更小的尺寸，以形成亞納米反應器，這帶來了與常規納米反應器截然不同的特性。”

斯威本科技大學的孫承華教授說：“第一原理模擬表明，這種協同作用源于獨特的鐵-銅配位，該配位有效地改變了N 2的吸收，改善了電子轉移，并為氮還原反應提供了額外的氧化還原對。” ，該研究的另一位合著者。

研究人員發現，由多個受限原子引起的這種顯著協同作用導致模型電催化過程氮還原反應(NRR)的顯著性能增強。

與單金屬對應物相比，在氨的高產率和效率方面的改進已經實現。

構造亞納米反應堆的這一概念不僅提供了在亞納米尺度上操縱催化劑活性中心的新策略，而且還為新型催化劑的設計提供了啟示，該新型催化劑在亞納米尺度上具有精確的空間位置，適用于寬廣的光譜范圍。催化反應也是如此。