Small:MXene负载原子级金属位点的理论预测、实验调制策略及应用

原子分散金属位点(ADMSs)具有原子利用率高、活性高等特点,在催化能源等领域得到了很多的应用,引起了人们极大的关注。原子级分散位点以孤立的单个原子形式存在,这些单个原子通常具有较高的表面能,较高的表面能往往会促使原子迁移和聚集。因此,需要寻求合适的载体来锚定并稳定ADMSs。MXenes是一种新型二维纳米材料,由于其大的比表面积和独特的表面性质,在稳定孤立的金属原子方面展示出巨大的潜力。MXenes也展示出了优异的导电性和亲水性,被逐渐用于光电子学、催化、生物医学和电磁学等领域。

利用MXenes来锚定ADMSs,有望构建新颖的ADMSs材料,并且获得独特的配位环境,进而实现优异的催化性能。然而,如何在MXenes上构建ADMSs并提高其在多种领域中的性能是一个挑战。

北京理工大学陈文星、李欣远等系统综述了MXene-supported ADMSs的研究进展,着重介绍了此类材料的理论预测、实验合成以及应用,阐述了此类材料的发展状况。

作者们首先综述了MXene-supported ADMSs的理论预测,包括表面氧原子、氧空位以及内部阳离子空位锚定ADMSs;接着综述了此类材料的合成调制策略,主要包括缺陷锚定、杂原子锚定,元素置换和构建多元MAX相策略;然后,MXene-supported ADMSs的目前应用进展被阐述,包括电催化(HER,OER,ORR,CORR,CO2RR,NRR)、有机催化以及电池系统;最后,作者总结了全文并分享了该领域目前面临的挑战。

论文信息:

Theoretical Predictions, Experimental Modulation Strategies, and Applications of MXene-Supported Atomically Dispersed Metal Sites

Hongfei Gu, Xinyuan Li*, Jiatao Zhang, Wenxing Chen*

Small

DOI: 10.1002/smll.202105883

原文链接:https://doi.org/10.1002/smll.202105883