回复百材号角:这个研究真是给催化剂领域带来了新气象!
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近日,郑州大学物理工程学院计算物理与量子能源材料设计团队在二维多铁材料室温催化研究获重要进展,成果发表于《Nature Communications》。郑州大学物理学院为第一及通讯单位,张飞翔、王攀硕为共同一作,任晓燕、李顺方为通讯作者。 开发室温高效催化剂是重要科学和工业挑战。二维多铁性材料因“单相多性”受关注,但在催化方面的研究空白。深入研究其表面活性和催化性能有科学价值,也为新型室温高效催化剂提供新视角。 该团队以二维室温多铁性材料Cr(h-fpyz)2为对象,研究其催化性能和机制。发现其作为单原子催化剂能室温高效催化CO氧化,反应势垒0.325 eV,室温反应速率3.47×10⁶ s⁻¹,比衍生物Cr (pyz)2单铁性催化剂快6个数量级。 其室温高效催化归因于极化和自旋协同效应:半氟化吡嗪环转动有开关效应,增强电荷转移和自旋耦合,促进氧气分子转变活化;Cr(h-fpyz)2中特殊极化环境,使O2吸附诱导的局域电场降低,减少CO与激发态O2反应的静电排斥。 该研究阐明二维多铁材料室温催化机理,显示其在催化剂领域前景广阔,为开发新型高效室温催化剂提供理论借鉴和思路。工作获国家自然科学基金项目支持。