0
  • 聊天消息
  • 系统消息
  • 评论与回复
登录后你可以
  • 下载海量资料
  • 学习在线课程
  • 观看技术视频
  • 写文章/发帖/加入社区
会员中心
创作中心

完善资料让更多小伙伴认识你,还能领取20积分哦,立即完善>

3天内不再提示

楼雄文&张华彬Nature Synthesis评论:3D打印单原子催化剂

清新电源 来源:清新电源 2023-01-13 09:43 次阅读

前 言

由于最大化的原子效率和提高的固有催化活性,单原子催化剂(SACs)被广泛的研究。目前,制备SACs的传统合成策略主要基于金属物种在载体或载体前体上的预吸附,以及热化学处理或还原过程。通常涉及复杂和高成本的湿化学合成程序、复杂的宿主材料制备以及锚定位点的复杂生成和操作。因此,亟需开发简单、低成本且通用的合成方法来构建定义明确的SACs。

近日,澳大利亚阿德莱德大学乔世璋教授等人在Nature Synthesis上发表了题为“A general approach to 3D-printed single atom catalysts”的文章。作者开发了一种3D打印策略,以高产率制备SACs。该策略适用于各种合成参数,包括过渡金属原子、金属负载、配位环境和材料的空间几何结构。这种3D打印技术能够制造具有所需几何形状的SACs,并为SACs的可扩展生产提供了可能性。

详见:重磅!乔世璋Nature Synthesis!单原子制备规模化!

成果展示

65ddf786-92da-11ed-bfe3-dac502259ad0.png

65f269aa-92da-11ed-bfe3-dac502259ad0.jpg

图1. SACs的3D打印和表征

基于此,新加坡南洋理工大学楼雄文教授和阿卜杜拉国王科技大学张华彬教授联合在上Nature Synthesis上发表了题为“3D printing of single-atom catalysts”的评论文章!

该策略利用天然聚合物(明胶、明胶甲基丙烯酰(GelMA)等)作为油墨,成本低且易获得,因此该3D打印方法经济实惠且简单。厘米级的3D前驱体通过3D打印直接自动构建,然后冷冻干燥去除残留水分。接着,冷冻干燥的样品被热裂解,以得到明胶或GelMA88衍生碳负载的3D打印SACs。

SEM显示,通过3D打印技术生成的材料的结构,在热解过程后被很好的保留。通过HAADF-STEM表征,可直接观察到孤立的反应中心,证明了成功地制备了SACs。

本研究通过调整过渡金属原子类型、负载量、配位环境等参数,都可在对金属物种的原子弥散变化最小的情况下进行控制。通过改变油墨中相应的金属(Co、Ni)乙酰丙酮前驱体的浓度,分离反应中心的金属负载含量由3.9%提高到20.8%。

此外,作者还开发了一种后合成处理,可以改变金属中心的配位环境。通过改变打印参数,还可控制3D打印前体的孔尺寸、3D打印材料的图案和制备样品的尺寸。

其中,3D打印的Fe-SAC催化硝酸盐还原反应时,表现出显著增加的氨产量。SACs的最终研究目标是:确定其与传统颗粒基催化剂相比的优势;实现催化剂的规模化生产;实现其在各种研究和工业应用中的应用。

然而,该技术目前还不适用于具有不同载体的SACs的合成,如半导体和沸石,因此还需要进行更多的工作。SACs的大规模制备可能产生连锁反应,使有价值的燃料和化学品能够以非常理想的方式可持续生产。但是,还需要进一步发展不同纳米材料的标准化工艺参数和可编程合成方法。

审核编辑 :李倩

声明:本文内容及配图由入驻作者撰写或者入驻合作网站授权转载。文章观点仅代表作者本人,不代表电子发烧友网立场。文章及其配图仅供工程师学习之用,如有内容侵权或者其他违规问题,请联系本站处理。 举报投诉
  • 催化剂
    +关注

    关注

    0

    文章

    92

    浏览量

    10295
  • 3D打印
    +关注

    关注

    26

    文章

    3549

    浏览量

    109061

原文标题:楼雄文&张华彬Nature Synthesis评论:3D打印单原子催化剂

文章出处:【微信号:清新电源,微信公众号:清新电源】欢迎添加关注!文章转载请注明出处。

收藏 人收藏

    评论

    相关推荐

    有源晶振在3D打印机应用方案

    随着 3D 打印技术的快速发展,3D 打印机在制造、设计和创新领域中发挥着越来越重要的作用。在这一领域中,时间和精度至关重要。石英振荡器 YSO110TR作为
    发表于 12-25 10:04 0次下载

    uvled光固化3d打印技术

    说到UVLED光固化3D打印技术,那可是当下3D打印领域的一股清流啊!这项技术利用紫外线和光固化树脂来制造3D
    的头像 发表于 12-24 13:13 78次阅读
    uvled光固化<b class='flag-5'>3d</b><b class='flag-5'>打印</b>技术

    UV光固化技术在3D打印中的应用

    UV光固化3D打印技术凭借高精度、快速打印环保优势,在工业设计等领域广泛应用。SLA、DLP及CLIP技术各具特色,推动3D打印向高速、高精
    的头像 发表于 11-15 09:35 370次阅读
    UV光固化技术在<b class='flag-5'>3D</b><b class='flag-5'>打印</b>中的应用

    3D打印技术应用的未来

    3D打印技术作为一种革命性的制造技术,正逐渐改变着传统制造业的面貌。其通过数字化模型的逐层叠加,能够制造出复杂形状的物体,这种增材制造方式在多个领域展现出巨大的潜力和广泛的应用前景。 一、应用领域将
    的头像 发表于 10-25 09:28 595次阅读

    3D打印机优化:ARMxy嵌入式计算机的作用

    、塑料的丝材通过喷射粘结或挤出等方式实现层层堆积叠加形成三维实体。 解决方案 3D打印机的控制系统硬件通常由两部分组成: 工业电脑:这是控制系统的核心部分,相当于一个微型电脑。主板上会有各种接口,用于连接
    的头像 发表于 10-10 15:22 266次阅读
    <b class='flag-5'>3D</b><b class='flag-5'>打印</b>机优化:ARMxy嵌入式计算机的作用

    物联网行业中的模具定制方案_3D打印技术分享

    3D打印技术的基本原理是断层扫描的逆过程。断层扫描是把某个东西“切”成无数叠加的片,3D 打印则是通过连续的物理层叠加,逐层增加材料来生成三维实体技术,因此
    的头像 发表于 10-09 09:54 249次阅读
    物联网行业中的模具定制方案_<b class='flag-5'>3D</b><b class='flag-5'>打印</b>技术分享

    物联网行业中的模具定制方案_3D打印材料选型分享

    3D打印材料介绍 3D打印技术是一种快速制造技术,它可以将数字模型转化为实体物体。3D打印材料是
    的头像 发表于 09-25 10:59 340次阅读
    物联网行业中的模具定制方案_<b class='flag-5'>3D</b><b class='flag-5'>打印</b>材料选型分享

    3D打印耗材控湿方案--无水电解除湿器

    3D打印耗材湿度是指材料中水分的含量,对于3D打印工艺和打印效果具有重要影响。在3D
    的头像 发表于 09-03 10:20 544次阅读
    <b class='flag-5'>3D</b><b class='flag-5'>打印</b>耗材控湿方案--无水电解除湿器

    网关助力催化剂产业升级,解决痛点问题!

    催化剂作为影响化学反应的重要媒介,在全球各行各业广泛使用。除了传统的石油化工领域,催化剂在清洁能源开发、环境保护等新兴领域也起到了关键作用。明达技术针对这一现状,自主研发新一代Mbox边缘计算网关助力催化剂产业升级!
    的头像 发表于 08-14 17:02 261次阅读
    网关助力<b class='flag-5'>催化剂</b>产业升级,解决痛点问题!

    3D打印汽车零部件建模设计3D打印服务

    传统的汽车零件制造过程需要经过多个环节,包括设计、制造、装配等,耗时且复杂。而采用3D打印技术制造汽车零件可以大幅度缩短生产周期。设计人员可以通过CAD软件直接进行零件设计,并将设计文件转化为3D
    的头像 发表于 07-21 15:01 564次阅读
    <b class='flag-5'>3D</b><b class='flag-5'>打印</b>汽车零部件建模设计<b class='flag-5'>3D</b><b class='flag-5'>打印</b>服务

    【开源作品】自制一个3D打印的移动终端——T3rminal

    /crazycaleb2008/T3rminal/tree/main/3D%20Models&amp;lt;/span&amp;gt;&amp
    发表于 06-21 13:37

    UltiMaker正式推出了工业级3D打印机—UltiMaker Factor 4

    与之前的UltiMaker S系列桌面3D打印机不同,全球3D打印领域的领导者UltiMaker正式推出了工业级3D
    的头像 发表于 05-09 16:58 555次阅读

    Form 4:Formlabs 3D打印技术的突破之作,更快、更准、更稳&amp;quot;

    17日,Formlabs 推出了最快速可靠的专业级 3D 打印机:Form 4 和 Form 4B。新款桌面级树脂 3D 打印机采用了 Formlabs 专有的新型 Low Forc
    的头像 发表于 04-24 18:28 361次阅读

    3D打印机防静电保护

    3D打印机又称三维打印机,它是一种数字模型文件为基础,通过打印一层层的粘合材料来制造三维的物体。 3D
    的头像 发表于 04-19 20:17 320次阅读
    <b class='flag-5'>3D</b><b class='flag-5'>打印</b>机防静电保护

    晶振在3D打印技术中的应用都有哪些?

    3D打印过程中,需要进行大量的数据处理,包括模型的切片、打印路径的规划等。
    的头像 发表于 03-17 11:29 597次阅读