单原子合金(SAA)是指以单原子形态存在,低含量组分在合金体系中彼此相互隔离的合金。单原子合金具有独特的电子结构和明确的活性位点,其客体金属(多为铂族金属)在主体金属(多为非贵金属与贵金属Au或Ag)表面以原子级形式分散开来,原子利用率可实现最大化。
根据新思界产业研究中心发布的《
2024-2028年中国单原子合金市场行情监测及未来发展前景研究报告》显示,单原子合金和传统金属纳米合金具有相似性,制备方法包括球磨法、高温煅烧法、电化学置换法、初湿共浸渍法、液相还原法、两步热蒸镀法等。单原子合金制备方法较多,但目前其制备方法研究仍不够完善,多单原子种类、非贵金属载体的单原子合金制备方法仍较少。
单原子合金的每个原子都可作为催化反应的关键位点,原子利用效率高,因此备受催化领域关注。单原子合金催化剂(SAACs)是一种前沿纳米催化剂,相比于多原子合金催化剂,具有良好的催化活性、选择性、可控性、稳定性和可重复性,在能源转换、工业化工、电催化、环境治理等领域展现出良好应用前景。
单原子合金催化剂属于单原子催化剂。单原子催化剂行业技术、研发、人才壁垒高,我国相关科研单位及企业有中国科学院大连化学物理研究所、北京单原子催化科技、先丰纳米、中国科学院青岛生物能源与过程研究所、中国科技大学、合肥单原子材料研究院等。
随着研究深入,单原子合金类型不断增加,包括铜基单原子合金、铁基单原子合金、金基单原子合金、钛基单原子合金、银基单原子合金等,其中铜基单原子合金是以铜作为载体,在其表面负载贵金属原子。
单原子合金最早于2012年提出,经过十余年的研发,我国在该领域已取得了众多成果和专利,包括《一种铋铜单原子合金材料及其制备方法与应用》、《一种金属单原子的制备方法》、《一种碳基金属单原子复合材料及其制备方法与应用》等。
新思界
行业分析人士表示,单原子合金具有原子利用效率高、催化性能优异等优势,备受学术界和产业界关注。单原子合金在催化领域应用空间大,目前我国单原子合金催化剂已从实验室迈向工业化生产,但受技术限制,国内具备其宏量制备能力的企业较少,未来单原子合金在生产和应用等方面研究仍需进一步深入。
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