石墨炔負載金屬原子催化劑研究進展

摘要：金屬原子催化劑實現了原子百分之百利用率,具有高選擇性和高活性等特點.但由于單個原子表面能大,容易團聚成納米顆粒,穩定金屬原子催化劑的制備對基底提出了較高的要求.石墨炔的特殊結構使其成為一種潛在的金屬原子催化劑載體.石墨炔是一種由sp^2和sp雜化碳原子共同組成的新型碳的同素異形體.由于碳碳三鍵具有線性、無順反異構和高共軛性等優點,使得石墨炔具有類似石墨烯的二維平面結構,同時具有高導電性、高比表面積、結構穩定等優異性質.石墨炔結構中的sp雜化碳原子能與金屬原子形成強的共價鍵,從而使金屬單原子能穩定存在石墨炔結構中;因此石墨炔是一種理想的金屬原子催化劑載體.本文從石墨炔負載金屬原子催化劑的結構出發,論述了石墨炔負載金屬原子催化劑的研究進展,包括石墨炔負載金屬原子催化劑的結構、制備方法、表征手段,重點論述了石墨炔負載金屬原子催化劑在電化學催化領域的理論和實驗進展.實驗證明石墨炔負載的貴金屬(Pt和Pd)原子催化劑以及過渡金屬原子(Ni和Fe)催化劑都具有優異的電化學催化活性和循環使用性能.