超稠密稀土基双原子催化剂

金属负载量创纪录

通过硬软酸碱原理实现理性合成，金属负载量高达12.8-30.7 wt%，原子位点密度超过1.12 × 10²¹ sites g⁻¹，双原子配对比例达60.5%-70.3%。

王秀云 · Ma, Ke · 肖东东 · Wang, Hsiaotsu · Yanghua, Li · Yang, Yibing · Li, Haonan · Lee, Chi Cheng · Shao, Yucheng · Ishii, Hirofumi · Hiraoka, Nozomu · 罗俊 · 张林杰 · Han, Lili

Journal of the American Chemical Society 2026

具体参数

金属负载量

12.8–30.7 wt%

原子位点密度

1.12 × 10²¹ sites g⁻¹

双原子配对比

60.5–70.3 %

氨产率提升倍数

2.7 倍

技术优势

金属负载量提高一个数量级

常规双原子催化剂负载量低于 2 wt%，本文的稀土基双原子催化剂达到 12.8–30.7 wt%，位点密度超过 1.12 × 10²¹ sites g⁻¹，能让单位质量催化剂的活性位点成倍增加。

双原子位点结构能看清

配合深度学习识别方法，所有催化剂都能被确认是异核双原子结构，配对比达 60.5%–70.3%，不是单原子和纳米颗粒的混合物。

硝酸盐还原氨产率更高

把高负载双原子催化剂用于电催化硝酸盐还原，氨产率比低负载对照最高提高 2.7 倍，证明密度提升直接转化为性能增益。

应用场景

• 电催化硝酸盐还原制氨：高密度位点加速硝酸盐转化为氨，提升法拉第效率。
• 单原子催化：双原子位点协同催化打破单原子吸附-活化限制。
• 多相催化：可扩展的粉体催化剂直接用于多相反应器。