單原子合金(SAA)是指以單原子形態存在,低含量組分在合金體系中彼此相互隔離的合金。單原子合金具有獨特的電子結構和明確的活性位點,其客體金屬(多為鉑族金屬)在主體金屬(多為非貴金屬與貴金屬Au或Ag)表面以原子級形式分散開來,原子利用率可實現最大化。
根據新思界產業研究中心發布的《
2024-2028年中國單原子合金市場行情監測及未來發展前景研究報告》顯示,單原子合金和傳統金屬納米合金具有相似性,制備方法包括球磨法、高溫煅燒法、電化學置換法、初濕共浸漬法、液相還原法、兩步熱蒸鍍法等。單原子合金制備方法較多,但目前其制備方法研究仍不夠完善,多單原子種類、非貴金屬載體的單原子合金制備方法仍較少。
單原子合金的每個原子都可作為催化反應的關鍵位點,原子利用效率高,因此備受催化領域關注。單原子合金催化劑(SAACs)是一種前沿納米催化劑,相比于多原子合金催化劑,具有良好的催化活性、選擇性、可控性、穩定性和可重復性,在能源轉換、工業化工、電催化、環境治理等領域展現出良好應用前景。
單原子合金催化劑屬于單原子催化劑。單原子催化劑行業技術、研發、人才壁壘高,我國相關科研單位及企業有中國科學院大連化學物理研究所、北京單原子催化科技、先豐納米、中國科學院青島生物能源與過程研究所、中國科技大學、合肥單原子材料研究院等。
隨著研究深入,單原子合金類型不斷增加,包括銅基單原子合金、鐵基單原子合金、金基單原子合金、鈦基單原子合金、銀基單原子合金等,其中銅基單原子合金是以銅作為載體,在其表面負載貴金屬原子。
單原子合金最早于2012年提出,經過十余年的研發,我國在該領域已取得了眾多成果和專利,包括《一種鉍銅單原子合金材料及其制備方法與應用》、《一種金屬單原子的制備方法》、《一種碳基金屬單原子復合材料及其制備方法與應用》等。
新思界
行業分析人士表示,單原子合金具有原子利用效率高、催化性能優異等優勢,備受學術界和產業界關注。單原子合金在催化領域應用空間大,目前我國單原子合金催化劑已從實驗室邁向工業化生產,但受技術限制,國內具備其宏量制備能力的企業較少,未來單原子合金在生產和應用等方面研究仍需進一步深入。
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