通用策略：在碳基质上合成多种金属单原子的研究

通用策略：在碳基质上合成多种金属单原子的研究

单原子催化剂（SAC）已成功应用于各种电化学反应，但不同单金属原子的合成方法各有不同，开发一种适用于多种单金属原子的通用合成方法极具挑战性。

鉴于此，王树磊教授等报道了一种在碳基底上合成各种金属单原子的通用策略，包括钒（V1）、锰（Mn1）、铁（Fe1）、钴（Co1）、镍（Ni1）、铜（Cu1）、锗（Ge1）、钼（Mo1）、钌（Ru1）、铑（Rh1）、钯（Pd1）、银（Ag1）、铟（In1）、锡（Sn1）、钨（W1）、铱（Ir1）、铂（Pt1）、铅（Pb1）和铋（Bi1）。

研究人员利用对甲苯磺酸钠（P-TSNA）对聚吡咯（PPy）纤维的侧链进行改性，钠离子从P-TSNA上脱落后，改性后的PPy聚合物会在侧链上自吸附金属阳离子，由于侧链交错排列，吸附的金属离子具有合适的间距，从而避免了它们在碳化过程中发生聚集，因此基于多种金属阳离子的自掺杂，研究人员在氮掺杂碳骨架上成功获得了多种单原子金属。

图 2. 一般合成策略

在新型室温钠硫电池（RT-Na-S）中，各种SAC都能电催化典型的HER和转化反应，体现出其广阔的应用前景。研究发现，电化学反应性能的提升来自于不同的单活性原子在局域水平上调控其电子构型的能力。值得注意的是，利用原位同步加速器X射线衍射和原位透射电子显微镜，结合密度泛函理论计算，系统地揭示了不同SAC的性质。电催化行为为SAC的通用合成及其在能量转换和存储中的广泛应用提供了战略储备。

图3 室温钠硫电池电化学性能

参考：

Wei-Hong Lai 等人，-原子和空间- Na-S ，Angew. Chem. Int. Ed.，2020

DOI: 10.1002/anie。

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