Small Methods:单原子催化剂在各种电化学反应中的应用

单原子催化剂作为新兴的催化剂,具有最高的原子利用率以及不饱和的配位环境。由于其独特的电子和结构特性,单原子催化剂通常在各个化学反应中具有优异的催化性能。然而,与此同时单原子催化剂具有很高的表面能,致使其极易团聚的趋势,使得合成并在反应过程中保持稳定的单原子催化剂充满了挑战。因此如何合理设计并且制备出稳定的单原子催化剂具有重要的应用价值和现实意义。

近日,澳大利亚伍伦贡大学侴术雷教授应邀在Small Methods上发表了题为“Fabrication of Superior Single‐Atom Catalysts toward Diverse Electrochemical Reactions”的综述文章(第一作者为澳大利亚伍伦贡大学的博士生张斌伟,伍伦贡大学王云晓博士为共同通讯作者),系统归纳了近年来在制备稳定的单原子催化剂的各种方法,并以独特视角总结了其在各种电催化反应的研究进展以及电池体系中的拓展应用。该文章首先概述了合成和表征单原子催化的难点。进而从当前单原子催化剂的可控制备进行了梳理和总结,系统的阐述了多种单原子催化剂的制备策略,包括湿化学、原子沉积、球磨,Anti-Ostwald,光合成, mass-selected soft-landing等合成途径。随后,作者介绍了近年来单原子催化剂在各种电催化反应(氧还原、氧析出、氢析出、二氧化碳还原)和电池(锌空气电池和金属硫电池)的应用,对单原子催化剂的催化性能和机制,特别是电池中的催化机制进行了归纳总结。最后,作者对单原子催化剂的研究前景进行了展望,指出了目前单原子催化剂所面临的挑战,报告先进的可靠的结构表征手段,分子角度上的单原子催化剂的反应机理,以及高载量的单原子催化剂的制备。基于该综述的总结和阐述,作者希望能够为从事单原子催化剂,电催化,电池等相关的领域工作者提供借鉴和引导,从而进一步促进单原子催化剂的合理设计和高效广泛应用。

相关文章在线发表在Small Methodshttps://doi.org/10.1002/smtd.201800497)上。

Speak Your Mind

*