合肥工业大学与北京航空航天大学等院校协作发表Applied Catalysis B: Environmental（IF=22）
论论资讯 ｜ 2023-10-27 ｜
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Applied Catalysis B: Environmental
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Hydrogen-induced p-d orbital hybridization and tensile strain of PdGa single-atom alloy metallene boosts complete electrooxidation of ethanol
Zhang G.; Hui C.; Yang Z.; Wang Q.; Cheng S.; Zhang D.; Cui P.; Shui J.
Published：2024-03-01
DOI：10.1016/j.apcatb.2023.123377
研究背景
随着环境保护意识的增强，人们对于清洁能源的需求越来越高。直接乙醇燃料电池是一种新型的清洁能源技术，但是其商业化应用受到了C1/C2双途径反应机理的限制。因此，如何提高C1途径的选择性成为了当前研究领域的难点。
研究内容
本文设计了一种新型的单原子合金催化剂H-Ga<sub>1</sub>Pdene，通过电子和应变工程优化C1途径，实现了高效的乙醇氧化反应。实验结果表明，H-Ga<sub>1</sub>Pdene的质量活性为10.34 A mg<sub>Pd</sub><sup>−1</sup>，C1途径选择性为54.7%，均比商业化Pd/C高出一个数量级。理论计算表明，p-d轨道杂化相互作用可以有效加速C-C键断裂，而应变作用可以促进C1途径中CO*和CH<sub>3</sub>*的高效氧化，使H-Ga<sub>1</sub>Pdene能够高效催化乙醇的完全氧化反应。
研究意义
本文通过设计新型单原子合金催化剂H-Ga<sub>1</sub>Pdene，实现了高效的乙醇氧化反应，具有重要的实际应用价值。同时，本文还揭示了p-d轨道杂化相互作用和应变作用在催化剂设计中的重要作用，为催化剂设计提供了新思路和新方法。
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