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2022-09-25 09:59:18
2023-02-22
《廣油李澤勝團隊Small綜述（影響因子=15）：雙原子催化劑的設計及應用》
近日，廣東石油化工學院環(huán)境催化團隊的李澤勝副教授在國際權(quán)威期刊《Small》（影響因子15）以”Recent Progress of Diatomic Catalysts: General Design Fundamentals and Diversified Catalytic Applications”為題，發(fā)表長篇分析型綜述(全文63頁)。廣東石油化工學院為論文第一完成單位，化學學院李澤勝副教授為論文第一通訊作者，胡一凡同學（大四本科生）為論文第一作者，分析測試中心余長林教授教授為第二通訊作者。
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近年來，一些實驗和理論工作指出，雙原子催化劑（DAC）不僅保留了單原子催化劑(SAC)的優(yōu)點，而且引入了多種相互作用，超過了催化性能的理論極限，可以應用到許多催化領(lǐng)域。 本文闡述了雙原子催化劑中相鄰金屬原子之間的相互作用: (1) 協(xié)同效應、(2) 間距增強效應(幾何效應)和(3) 電子效應。 在各種新型雙原子催化劑的分類和表征方面，將雙原子催化劑分為異核/同核、帶/不帶碳載體四類，并詳細介紹和說明了它們的表征措施。 在雙原子催化劑的制備方面，介紹了常用的原子層沉積法、金屬-有機骨架導數(shù)法和簡單的球磨法，重點介紹了雙原子催化劑的形成機理。 最后，給出了四種雙原子催化劑的有效控制策略以及雙原子催化劑在電催化、光催化、熱催化等催化領(lǐng)域的關(guān)鍵應用。
圖1. 近年來雙原子催化劑的發(fā)展。
在這篇綜述中，我們率先將DAC中雙原子位點之間的相互作用分為以下三大類:協(xié)同效應、間距增強效應(或稱幾何效應)和電子效應。 通過對上述三種主要效應的原理進行剖析，并對實際應用案例進行詳細總結(jié)，進一步實現(xiàn)dac的針對性制備，并運用相應的DAC調(diào)控策略，實現(xiàn)更廣泛的應用。 綜述了已有報道中常見的dac的合成技術(shù)(a. MOFs衍生化、b.原子層沉積(ALD)、c.簡單球磨(機械化學)法)和形成機理(a.金屬簇前體策略、b.缺陷調(diào)節(jié)策略、c.同步競爭協(xié)調(diào)策略)。 更重要的是，根據(jù)這些dac的三大優(yōu)勢(協(xié)同效應、幾何效應和電子效應)，我們提出了以下策略，以提高雙原子催化劑的可控合成效率和更廣的選擇性:(1)調(diào)整原子位點的空間位置; (2)調(diào)整原子密度; (3)調(diào)整電子結(jié)構(gòu)和空間結(jié)構(gòu)。 系統(tǒng)總結(jié)了DAC在熱催化、光催化、電催化等催化領(lǐng)域的先進催化應用(詳見圖3)。
圖2. 本文綜述的核心內(nèi)容示意圖。
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