超高负载单原子催化剂

金属负载量高达44.8 wt%

通过负压退火策略在氮化碳上稳定多种高密度单原子，突破传统单原子催化剂低负载瓶颈，大幅提升丙烷氧化活性。

王毅 · Li, Chongao · Xiao, Han · 白晋涛 · 郑黎荣 · Hong, Chunxia · 李智君 · Bai, Jinbo · 冷坤岳 · 林岳 · 屈云腾

Nature Communications 2024

具体参数

金属负载量

{'zh': '44.8', 'en': '44.8'} wt%

金属负载量

{'zh': '27.3', 'en': '27.3'} wt%

Pt负载量

{'zh': '41.8', 'en': '41.8'} wt%

技术优势

负载量打破纪录

金属含量高达27.3–44.8 wt%，远超传统单原子催化剂10 wt%的上限，可提供极高密度的活性位点。

方法通用且简单

负压退火策略适用于13种不同金属和氮化碳载体，且可拓展至高熵单原子催化剂，合成步骤简便。

直接氧化丙烷制液体产物

高负载Pt SAC在41.8 wt%时显著提升丙烷氧化活性，直接生成丙酮、甲醇、乙酸等有价值液相产物。

应用场景

• 高效单原子催化：超高密度活性位点大幅提升催化效率，替代传统低负载催化剂。
• 丙烷选择氧化：将廉价丙烷直接转化为高价值液相产物，替代多步工艺。
• 液相化学品合成：一步氧化法获得丙酮、甲醇等基础化学品，简化合成路线。
• 高熵催化剂设计：多种高负载单原子共存，创造协同催化位点，突破单一金属局限。