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網(wǎng)站首頁(yè)/新材料/納米材料熱點(diǎn)/Wiley能源催化領(lǐng)域最新進(jìn)展 | 金屬硫?qū)僭?、有機(jī)-無(wú)機(jī)雜化納米材料、鹵化物鈣鈦礦、多孔碳拓?fù)淙毕?、混合金屬羥基氧化物

新材料

石墨烯資訊

納米材料熱點(diǎn)

化學(xué)試劑

鄰苯二甲酸雙(2-甲氧基)乙酯-D4_CAS：1398066-12-0
1g ￥21000.00
鄰苯二甲酸二(2-丁氧基)乙酯-D4_CAS：1398065-96-7
500mg ￥12750.00
DPP-5_CAS:2166554-19-2
10mg ￥6800.00
丁酰輔酶A_butanoyl Coenzyme A_CAS:2140-48-9
5mg ￥1800.00
β-羥基丁酰色氨酸_β-hydroxybutyryl-tryptophan_CAS:2227208-85-5
50mg ￥3950.00

新材料產(chǎn)品

Wiley能源催化領(lǐng)域最新進(jìn)展 | 金屬硫?qū)僭亍⒂袡C(jī)-無(wú)機(jī)雜化納米材料、鹵化物鈣鈦礦、多孔碳拓?fù)淙毕?、混合金屬羥基氧化物

電催化水分解（2H₂O→2H₂+ O₂）是有效且環(huán)保地大規(guī)模生產(chǎn)高純度氫氣（H₂）和氧氣（O₂）的非常有前景的途徑。已經(jīng)開(kāi)發(fā)出不同的材料以提高水分解的效率。其中，具有獨(dú)特原子排列和高電子傳輸性的硫?qū)僭鼗镌诟鞣N電化學(xué)反應(yīng)中表現(xiàn)出極好的催化性能，例如氫氣析出反應(yīng)、氧氣析出反應(yīng)和全解水，而對(duì)其形態(tài)和結(jié)構(gòu)的控制對(duì)其催化性能至關(guān)重要。在此，蘭州大學(xué)嚴(yán)純?nèi)A、唐瑜、席聘賢團(tuán)隊(duì)總結(jié)了制備金屬硫?qū)僭鼗锏囊话愫铣煞椒?，并設(shè)計(jì)了不同的策略來(lái)提高其對(duì)水分解的催化性能。還概述了金屬硫?qū)僭鼗锏难芯亢烷_(kāi)發(fā)中存在的剩余挑戰(zhàn)以及未來(lái)研究的可能方向。

原文鏈接：

https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/advs.201903070

02

有機(jī)-無(wú)機(jī)雜化納米材料用于CO₂還原

電化學(xué)還原CO₂（ECR）為附加值化學(xué)品和燃料被認(rèn)為是緩解氣候變化的有效策略。為了實(shí)現(xiàn)高的法拉第效率、低的過(guò)電勢(shì)和優(yōu)異產(chǎn)物選擇性的CO₂轉(zhuǎn)化，對(duì)于合理設(shè)計(jì)和合成的高效電催化劑具有重要意義，這主導(dǎo)著ECR領(lǐng)域的發(fā)展。單獨(dú)有機(jī)分子或無(wú)機(jī)催化劑由于其固有缺點(diǎn)而在性能提升方面遇到了瓶頸。最近，有機(jī)-無(wú)機(jī)雜化納米材料催化劑由于融合了非均相和均相催化過(guò)程的優(yōu)點(diǎn)，因此對(duì)ECR表現(xiàn)出高的性能和有趣的反應(yīng)過(guò)程，引起了廣泛的關(guān)注。在這篇綜述中，天津大學(xué)胡文平、張小濤、張志成團(tuán)隊(duì)和濟(jì)南大學(xué)王海青團(tuán)隊(duì)系統(tǒng)總結(jié)了在原子和分子水平上設(shè)計(jì)各種有機(jī)-無(wú)機(jī)雜化納米材料用于ECR的最新進(jìn)展。特別地，詳細(xì)討論了有機(jī)-無(wú)機(jī)雜化納米材料對(duì)ECR的反應(yīng)機(jī)理和結(jié)構(gòu)-性能關(guān)系。最后，提出了先進(jìn)電催化劑可控合成的挑戰(zhàn)和機(jī)遇，為ECR領(lǐng)域的發(fā)展鋪平了道路。

原文鏈接：

https://onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1002/smll.202001847

03

Pb-基鹵化物鈣鈦礦：進(jìn)展與展望

由于光（電）催化在有機(jī)污染物降解、H₂O分解產(chǎn)生H₂和O₂以及利用太陽(yáng)能還原CO₂方面的潛在應(yīng)用，在環(huán)境保護(hù)和能源轉(zhuǎn)換中引發(fā)了研究關(guān)注。在過(guò)去的三年中，鹵化鈣鈦礦在太陽(yáng)能電池中具有非凡的電荷傳輸能力，與傳統(tǒng)的氧化物鈣鈦礦相比，光催化技術(shù)已得到迅速發(fā)展。這類鈣鈦礦顯示出較小的表面積、有限的光利用率和高的載流子復(fù)合性，導(dǎo)致反應(yīng)物在催化劑表面的接觸不充分，催化活性降低。在這篇綜述中，武漢理工大學(xué)李能團(tuán)隊(duì)和廈門(mén)大學(xué)馬來(lái)西亞分校Wee-Jun Ong團(tuán)隊(duì)從基本性質(zhì)（如合成和結(jié)構(gòu)）到在光-驅(qū)動(dòng)反應(yīng)中的應(yīng)用開(kāi)始，介紹鹵化鈣鈦礦的進(jìn)展，重點(diǎn)是晶體尺寸、毒性和穩(wěn)定性。另外，也從計(jì)算研究方面指出了從電子性質(zhì)到催化機(jī)理，為該領(lǐng)域的未來(lái)研究和進(jìn)步奠定了基礎(chǔ)。最后，對(duì)鹵化物鈣鈦礦的現(xiàn)有局限性和有利前景提供了重要見(jiàn)解。

原文鏈接：

https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adfm.201909667

04

多孔碳拓?fù)淙毕菁訌?qiáng)CO₂還原

具有非對(duì)稱局部電子重新分布的拓?fù)淙毕?，有望局部調(diào)節(jié)碳材料的固有催化活性。然而，由于高的形成能量，在碳網(wǎng)絡(luò)中有意創(chuàng)造高密度均勻拓?fù)淙毕萑匀皇且淮筇魬?zhàn)。為此，中國(guó)科學(xué)院寧波材料技術(shù)與工程研究所陳亮、Jianwei Su課題組提出了一種有效的NH₃熱處理策略，用于從富含-N的多孔碳顆粒中徹底去除吡咯-N和吡啶-N摻雜，從而產(chǎn)生高密度拓?fù)淙毕?。通過(guò)近邊X-射線吸收精細(xì)結(jié)構(gòu)測(cè)試和態(tài)密度局域分析，系統(tǒng)研究了所產(chǎn)生的拓?fù)淙毕?，并通過(guò)反應(yīng)分子動(dòng)力學(xué)模擬揭示了缺陷形成的機(jī)理。值得注意的是，所制備的多孔碳材料具有增強(qiáng)的電催化CO₂還原性能，對(duì)于CO產(chǎn)生的電流密度為2.84 mA cm^-2，法拉第效率為95.2%。這樣的結(jié)果所報(bào)道無(wú)-金屬CO₂還原電催化劑中最佳性能之一。密度泛函理論計(jì)算表明，邊緣五邊形位點(diǎn)是主要的活性中心，具有最低的自由能（ΔG）用于還原CO₂。這項(xiàng)工作不僅為碳基材料的缺陷工程提供了深刻見(jiàn)解，而且還增進(jìn)了碳缺陷對(duì)電催化還原二氧化碳的認(rèn)識(shí)。

原文鏈接：

https://onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1002/adma.202001300

05

非晶態(tài)混合金屬羥基氧化物有效實(shí)現(xiàn)OER

具有豐富結(jié)構(gòu)缺陷、資源豐富的無(wú)定形納米材料有望成為貴金屬的替代催化劑，以實(shí)現(xiàn)有效的電化學(xué)氧氣析出（OER）反應(yīng)。然而，它們?cè)诤铣蛇^(guò)程中低的導(dǎo)電性和差的形貌控制，阻礙了它們?cè)陔姶呋饔弥械某浞謱?shí)現(xiàn)。在本文中，香港城市大學(xué)Johnny C. Ho課題組和深圳大學(xué)柳文軍課題組合作，提出了一種快速的表面-引導(dǎo)合成方法，以在超薄Ni-摻雜MnO₂（Ni-MnO₂）納米片陣列表面引入非晶態(tài)的混合金屬羥基氧化物覆蓋層。該方法產(chǎn)生的整體式3D多孔催化劑僅具有232 mV的低過(guò)電勢(shì)，以在1 M KOH中實(shí)現(xiàn)10 mA cm^-2的電流密度，這遠(yuǎn)低于Ni-MnO₂參比樣品的307 mV。詳細(xì)的結(jié)構(gòu)和電化學(xué)表征表明，獨(dú)特的Ni-MnO₂超薄納米片陣列不僅提供了較大的表面積來(lái)引導(dǎo)活性無(wú)定形催化劑層的形成，而且由于其高的電子電導(dǎo)率，還確保了有效的電荷傳輸，共同有助于大大提高的催化劑活性。預(yù)計(jì)這種高度可操作的表面-引導(dǎo)合成策略可能會(huì)為設(shè)計(jì)和制造具有功能性無(wú)定型材料集成的新型3D納米結(jié)構(gòu)開(kāi)辟新途徑，從而擴(kuò)大應(yīng)用范圍。