如何计算双原子催化剂?
电催化中借助DFT模拟活性位点、反应能垒及动态稳定性,在CO₂还原、氮气还原等反应中展现高选择性与低过电位优势。MoRe@N₄O₂-G等异核体系通过电子耦合活化底物,为高效催化设计提供范式。
电催化中借助DFT模拟活性位点、反应能垒及动态稳定性,在CO₂还原、氮气还原等反应中展现高选择性与低过电位优势。MoRe@N₄O₂-G等异核体系通过电子耦合活化底物,为高效催化设计提供范式。
说明:本文华算科技简要介绍了原位同步辐射X射线吸收光谱(XAS)在电催化研究中的应用,重点解析XANES与EXAFS在识别催化剂电子结构与局部配位环境中的作用,并展示其在揭示电催化反应动态过程中的独特优势。
说明:本文华算科技系统解析了表面重构的定义、机制、影响因素、表征方法及调控策略,阐明其如何通过动态改变材料表面结构、价态与配位环境来优化催化活性和选择性。阅读此文您将掌握利用外加电位、电解质设计及预催化剂改性等手段精准调控表面重构过程的方法,为设计高效、稳定的
说明:本文详细探讨了多种结构效应,包括金属-载体相互作用效应、异质结效应、d带中心理论、Sabatier、电子溢流效应、协同效应以及尺寸效应。通过具体案例和实验数据,深入剖析了这些效应如何影响纳米材料的电子结构和催化性能。阅读本文,可以帮助读者更好地掌握纳米材
说明:自由能台阶图(Free Energy Diagram)是电催化研究中的重要分析工具,它通过可视化地展示反应路径中各个中间态的吉布斯自由能变化,揭示催化过程的热力学和动力学特征。
兰州交通大学为第一单位的一篇论文,已经在Nature Communications上发表了。这是学校第一次以第一署名单位出现在Nature体系的子刊里,算是个里程碑。题目是“Plasma-electrocatalytic synthesis of urea f
近日,兰州交通大学材料科学与工程学院褚克教授团队在新能源催化材料领域取得了重要研究进展,相关成果以兰州交通大学为第一单位在Nature子刊Nature Communications发表了题为“Plasma-electrocatalytic synthesis
海洋每年吸收逾四分之一人为排放的二氧化碳,虽减缓了气候变暖,但海水持续吸收二氧化碳引发的海洋酸化,对海洋生态平衡构成了威胁。如何将海水中的碳转化为有用资源,已成为实现“蓝色经济”和“双碳”目标的重要课题。
电化学高级氧化与还原技术因具有高活性与高效率,逐渐成为污水深度处理领域的研究前沿。近日,清华大学环境学院张潇源副教授课题组在双面电催化膜污水深度处理研究领域取得新进展。团队开发了一种碳基双面电催化膜,分别锚定在膜两面的铁、镍单原子位点可以分别产生氧化与还原性活
水分子的分解通常是指在特定条件下(如光照、电催化、酶催化等),H₂O分子被分解为氢气(H₂)和氧气(O₂)的过程。这一过程在自然界中并不自发,因为水分子的分解需要克服较高的活化能。因此,催化剂的引入是实现高效水分解的关键。
基元反应(Elementary Reaction)是描述反应路径中不可逆的最小单元。在电催化反应中,基元反应通常包括吸附、脱附、电子转移等步骤。例如,在HER中,基元反应可能包括:
掺杂是增强碳基材料和金属复合材料的有效且广泛使用的方法。通过将杂原子引入碳或金属基质并极化相邻原子,可以调节电子结构并创建活性位点。这增加了导电性并降低了反应能垒,从而提高了催化性能。
决速步(Rate-Determining Step, RDS)是化学反应中决定整体反应速率的关键步骤。在复杂的多步反应中,决速步通常是反应路径中最慢的一步,其速率决定了整个反应的效率。理解决速步的概念及其在不同反应中的作用,对于催化剂设计、反应条件优化以及反应
在上述过程中,可以观察到两电子过程的一个关键点是活性位点A-OOH获得一个电子以生成HO₂⁻和H₂O₂。这同样为设计两电子催化剂提供了重要的依据。值得注意的是,在两电子过程中,反应完成后,H₂O₂和HO₂⁻都会继续发生还原反应。涉及的反应如下:
本文系统介绍了电催化析氧反应(OER)和析氢反应(HER)的反应机理及其在催化剂设计中的应用。在OER部分,重点分析了经典四步反应路径(AEM)、晶格氧参与机制(LOM)和氧化物路径机制(OPM)的特点与优势,揭示了晶格氧在降低反应能垒中的作用。
说明:本文阐述电子自旋的量子特性及其通过自旋极化、自旋轨道耦合、交换作用和磁场调控四种机制调控电催化反应(如ORR/OER)的动力学与选择性,为核心催化剂设计提供新维度。
氢溢流是指氢原子或离子从催化剂金属活性中心向次级中心迁移的现象,最早于20世纪50年代被发现,1964年经Khoobier验证。其发生需满足催化剂能解离吸附氢原子且原子态氢可顺利迁移。在典型过程中,氢气分子先在金属活性位点(如Pt、Pd)上解离为氢原子,再迁移
氧气还原反应(ORR)在化学和能源行业中都起着至关重要的作用。尽管在理论、计算和实验研究方面取得了重大进展,但确定ORR电催化中的原位活性和选择性仍然是一个重大挑战。在此,我们使用一套相关的原位扫描电化学探针和电化学发光显微镜技术,在亚颗粒水平上建立了单个金和
VASP(Vienna Ab Initio Simulation Package)是一种广泛应用于材料科学和化学领域的第一性原理计算软件,用于模拟原子和分子的电子结构和性质。在VASP中进行HER(Hydrogen Evolution Reaction)台阶图
尽管原位XAS可用于研究催化剂的电子和几何结构,但探究催化反应的机制是不可行的,特别是无法实时监测金属催化中心的动态变化。原位X射线吸收光谱(XAS)借助同步辐射的高能量与穿透力,可在原子尺度解析电催化反应中催化剂的电子和几何演变。