金属中确定不含金属的催化剂

侦探工作由赖斯大学的化学家在石墨烯催化剂,定义了一个欺骗,直到现在,不顾描述。

石墨烯被广泛测试代替昂贵的铂在燃料电池等应用程序,材料的催化氧还原反应(ORR)基本将化学能转化为电能。

因为石墨烯,碳原子的形式,不是自然金属,研究人员一直在被使用时,其催化活性阴极。

奇迹,大米化学家James旅游和他的船员说,他已经发现,跟踪大量的锰污染从石墨前体或反应物躲在石墨烯晶格。在合适的条件下,这些金属碎片激活奥尔。旅游还说他们提供洞察超薄催化剂像石墨烯可以如何改进。

这项研究发表在《碳。

因为碳和锰原子之间的反差是如此轻微,微量污染物的看不见原子与传统特征x射线衍射技术和x射线光电子能谱(XPS)。

“实验室报告不含金属的石墨烯催化剂,和收集的证据,他们可以很容易地解释为表明,“旅游说。“事实上,他们使用简单的工具不够敏感显示锰原子。”

更敏感的工具,电感耦合等离子体质谱法(icp),清楚地看到由大米样品实验室之间的闯入者。

Nitrogen-doped石墨烯测试样本从石墨烯氧化物减少,然后酸洗一至六次。每次洗,icp扫描显示更少的锰原子和石墨烯样品中检测到没有洗6次。第五洗,催化活性完全改变,显示前活动原定于这些残留的金属原子。

实验室报告没有锰原子被观察到的相同的样本使用传统的分析工具,包括XPS或透射电子显微镜。

研究样本的特征或者活动,发现twice-washed nitrogen-graphene是最有效的。这些样本往往将单个原子的锰进入石墨烯结构,促进全面减少氧气通过four-electron过程中四个电子转移到氧原子,通常从氢。

”four-electron过程中,氧是水或氢氧化减少,”赖斯说研究生Ruquan你们论文的第一作者。“然而,过氧化氢是在双电子形成的过程,从而导致较低的扩散限制电流密度并生成有害活性氧。“你们说没有金属,石墨烯的或者是更有效率。

旅游应该导致调查结果表示其他材料中微量金属的作用被认为是不含金属的。

“单原子可以隐藏在石墨烯催化剂,和他们的活动是深刻的,”他说。“所以有时被归因于石墨烯是单一金属埋到石墨烯表面。石墨烯本身是好的,但在这些情况下,它是被这些看起来更好的单金属原子偷渡者。”

这篇文章被转载材料所提供的莱斯大学。注:材料可能是长度和内容的编辑。为进一步的信息,请联系引用源。

参考
王Ruquan你们,《盾,绿青白,鲁本Mendoza-Cruz,李Yilun Peng-Fei,米格尔Jose Yacaman鲍里斯。Yakobson Dongliang Chen James m .之旅。锰欺骗在催化石墨烯和影响。碳,2018;DOI: 10.1016 / j.carbon.2018.02.082。