Small Structures:贵金属复合材料的组分优化和结构设计进展

金、银、铂、钯、钌等贵金属具有独特的物理和化学特性,如高活性和选择性、高导电性、强表面等离子共振(SPRs),以及结构和成分的可控性,因此在催化、清洁能源、医学、光子学、电子学、成像、传感和环境研究等领域引起了极大的关注。为了提高贵金属纳米材料的性能,研究者使用了大量的合成策略来控制其大小(单原子、量子点、纳米团簇和纳米粒子等)、形状(球状、立方体、八面体和星状等)、内部结构(多孔、中空、框架、分层和阵列等)、相(晶相和非晶相)和组成(单组分、双组分或多组分)。

尽管取得了一定的进展,但贵金属纳米材料的成本高,高温下不稳定且难以大规模生产,严重阻碍了其发展和大规模使用。上述挑战促使研究人员寻求新的策略,例如优化贵金属组分,设计独特的新型纳米结构,来提高其在应用中的实用性和稳定性。在最近的一篇综述中,加州大学圣巴巴拉分校的Galen D. Stucky和Martin Moskovits课题组讨论了贵金属复合材料的合成策略以及一些代表性的应用,分析了其结构和功能方面的性质,并展望了该领域的发展前景,相关结果发表在Small Structures上。

作者首先结构化地综述了贵金属复合材料目前的合成策略,包括湿化学法、电子束蒸发法和原子层沉积法,并举例介绍了在结构和组分上的合理设计和控制因素。随后,深入讨论了贵金属复合材料在光学(LSPR和SERS)和催化(光催化、电催化和异质催化)两个方面的应用。最后,作者评述了贵金属材料面临的挑战,展望了未来的发展前景。

论文信息:

Rational Component and Structure Design of Noble‐Metal Composites for Optical and Catalytic Applications

Xiaojun Zeng, Yang Zhao, Xudong Hu, Galen Dean Stucky, Martin Moskovits

Small Structures

DOI:10.1002/sstr.202000138