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Semelhante ao fato de que uma pessoa agiria de maneira diferente quando estivesse sozinha, materiais também podem obter qualidades únicas ao serem separados em nível de átomo, entre os quais está a capacidade catalisadora aprimorada.
Catalisadores de átomo único mostraram enorme capacidade de catalisar desde sua primeira aparição. Ao preparar cristais de monocamada de átomo único bidimensionais (2-D), os cientistas podem esperar obter catalisadores com alta densidade de carregamento de sítios ativos, bem como grande estabilidade. Contudo, a questão aqui é que apenas os átomos da borda na monocamada 2-D mostraram esse efeito, enquanto a maioria dos átomos estão dentro do plano basal, o que limita criticamente a eficiência dos catalisadores nesta forma.
Em um novo estudo publicado em Angewandte Chemie International Edition , Equipe do Prof. YAN Wensheng do Laboratório Nacional de Radiação Síncrotron da Universidade de Ciência e Tecnologia da China (USTC) da Academia Chinesa de Ciências, e os colaboradores, estabeleceu pontes entre átomos e fez catalisadores de alta qualidade.
O que os cientistas fizeram foi aplicar o método de dopagem substitucional de íons magnéticos para preparar amostras de Co-dopagem MoS 2 monocamada, denotado como Co-MoS 2 , e então caracterizar e examinar seu efeito catalisador na reação eletroquímica de evolução de hidrogênio (HER).
Os íons dopados agem como pontes entre os átomos de sulfato, conectando átomos de S na região de borda e plano basal e, assim, induzindo pedido ferromagnético em Co-MoS 2 . O padrão eletrônico altamente misturado entre os átomos de Co e S permite que o S dentro do plano se torne um sítio ativo durante o procedimento de catalisação.
Eles realizaram experimentos para confirmar um aumento drástico na densidade de corrente de troca durante HER em eletrólito ácido, sugerindo o efeito catalisador elétrico bastante aprimorado de MoS 2 em comparação com os resultados anteriores.
Este estudo pode ser generalizado para outras monocamadas 2-D que poderiam ser desenvolvidas como catalisadores de camada única de átomo, despertando os átomos do plano basal originalmente inertes por meio da manipulação do ferromagnetismo. Como mágicos de processamento, esses catalisadores podem mudar a forma como as reações operam.
