image: 图中红色的外环表示催化剂的合成方法，绿色内环表示催化应用，蓝色矩阵表示表征技术，白色的圆内表示催化剂。 view more
Credit: 丁仰阳绘制。
近日，《国家科学进展》在线发表了美国华盛顿州立大学林跃和教授、南京大学朱文磊教授和南京大学王元元教授团队的研究成果，该研究团队概述了电催化领域碳基非贵金属单原子催化剂的最新进展。非贵金属单原子催化剂具有独特的电子结构和配位环境，具有低成本、高原子利用率和高性能等优点，在电催化领域受到广泛关注。碳载体上的非贵金属单原子材料因其具有较大的表面积、优良的导电性和较高的化学稳定性而具有广阔的应用前景。
首先，该团队不仅介绍了一些常见的碳基非贵金属单原子催化剂的合成方法，如高温热解、物理化学沉积、浸渍吸附等，还收集了近期报道的一些创新独特的超快合成方法。该团队归纳总结了一些用于形貌观测的扫描隧道显微镜和像差校正的高角度环形暗场扫描透射电镜表征，用于原子结构和电子性质研究的X射线吸收光谱分析，以及其他特定的辅助表征。
接着，该团队总结了优化碳基非贵金属单原子催化剂宏观和微观环境的策略。这里的微环境主要包括调整中心金属原子类型、改变氮原子配位数、构建非氮杂原子配位、调整碳基面、构建双金属位点。
此外，该团队还全面总结了用于重要电化学反应的碳基非贵金属单原子催化剂最新进展，包括二氧化碳还原反应、析氢反应、析氧反应、氧还原反应和氮还原反应。
最后，该团队强调了碳基非贵金属单原子催化剂在电催化领域存在的挑战和未来的机遇，包括控制合成高金属负载的催化剂，优化升级单原子先进表征技术，探索催化剂在电化学反应中构效关系，构建新型配位构建环境以提高催化性能，提高反应条件下的催化稳定性。
研究详情请见原文：
Recent advances in carbon-supported non-precious metal single-atom catalysts for energy conversion electrocatalysis
https://doi.org/10.1360/nso/20220059
Journal
National Science Open