1. Science：分子電催化劑可以在液流電池中快速、選擇性的進(jìn)行CO2還原
二氧化碳(CO2) 的電化學(xué)轉(zhuǎn)化需要一種高效催化劑，能夠在高電流密度下具有高選擇性，有效地調(diào)節(jié)單一產(chǎn)物的生成。固態(tài)電催化劑在電流密度≥150 mA/cm2時(shí)可以實(shí)現(xiàn)CO2還原反應(yīng)(CO2RR)，但在高電流密度和效率下保持高選擇性仍然是一個(gè)挑戰(zhàn)。分子CO2RR催化劑可以設(shè)計(jì)成具有高選擇性和低過電位的催化劑，但不能在商業(yè)應(yīng)用所需的電流密度下使用。有鑒于此，加拿大不列顛哥倫比亞大學(xué)的Curtis P. Berlinguette和法國巴黎大學(xué)的Marc Robert等人在液流電池的電流密度為150 mA/cm2的條件下，以酞菁鈷作為分子催化劑，催化CO2還原為CO的選擇性高于95%。分子催化劑在該操作條件下能夠高效工作的這一發(fā)現(xiàn)，為優(yōu)化CO2RR催化劑和電解槽提供了一種獨(dú)特的方法。
Shaoxuan Ren, Dorian Joulié, Danielle Salvatore, Kristian Torbensen, Min Wang, Marc Robert, Curtis P. Berlinguette. Molecular electrocatalysts can mediate fast, selective CO2 reduction in a flow cell. Science. 2019
DOI: 10.1126/science.aax4608
https://science.sciencemag.org/content/365/6451/367
2. Science：有機(jī)半導(dǎo)體光催化劑可使芳烴和雜環(huán)化合物發(fā)生雙官能化
半導(dǎo)體表面的光激發(fā)電子空穴對(duì)可以與兩種不同的基底發(fā)生氧化還原反應(yīng)。與傳統(tǒng)的電合成方法類似，初級(jí)的氧化還原中間體只能獲得單獨(dú)的氧化還原產(chǎn)物，或者更少見的是，二者結(jié)合成一個(gè)加成產(chǎn)物。有鑒于此, 德國雷根斯堡大學(xué)Burkhard K?nig以及德國馬普膠體與界面研究所Markus Antonietti等人報(bào)道了一個(gè)穩(wěn)定的有機(jī)半導(dǎo)體材料-介孔石墨碳氮化(mpg-CN),可以作為可見光光氧化還原反應(yīng)的催化劑，在2-3組分體系中可以協(xié)調(diào)氧化和還原界面的電子轉(zhuǎn)移到兩個(gè)不同的基底，實(shí)現(xiàn)芳烴和雜環(huán)化合物雙重的碳?xì)涔δ芑Ｔ搈pg-CN催化劑具有優(yōu)異的耐自由基和強(qiáng)親核試劑性能，通過簡單的離心反應(yīng)混合物即可直接回收，并可重復(fù)使用至少四次催化轉(zhuǎn)化，催化活性保持不變。
Indrajit Ghosh, Jagadish Khamrai, Aleksandr Savateev, Nikita Shlapakov, Markus Antonietti*, Burkhard K?nig*. Organic semiconductor photocatalyst can bifunctionalize arenes and heteroarenes. Science. 2019
DOI： 10.1126/science.aaw3254
https://science.sciencemag.org/content/365/6451/360
3. Science評(píng)論：一種耐用的半導(dǎo)體光催化劑
近日，Ghosh等人發(fā)現(xiàn)半導(dǎo)體介孔石墨碳氮化(mpg-CN)是一個(gè)理想的光催化劑，在一些具有破壞性的自由基中間體存在下能夠穩(wěn)定存在。其半導(dǎo)體特性給與其獨(dú)特的反應(yīng)活性，實(shí)現(xiàn)芳烴和雜環(huán)化合物雙重的碳?xì)涔δ芑以摲蔷喙獯呋瘎┦强苫厥盏模⒖芍貜?fù)使用至少四次，催化活性幾乎保持不變。美國AbbVie公司Elizabeth Swift對(duì)此做出評(píng)論。
Ghosh等人通過在硅載體上高溫聚合氰胺制備出mpg-CN。通過溶解除去二氧化硅載體后，得到的黃色純有機(jī)共軛材料在藍(lán)光下具有光導(dǎo)性。如Ghosh等人所證明的，mpg-CN的許多性質(zhì)一致促進(jìn)了其綜合效用。
1）mpg-CN一經(jīng)制備，具有很高的化學(xué)穩(wěn)定性和熱穩(wěn)定性。最值得注意的是，mpg-CN在催化芳烴中加入硫、氧、碳和氮基自由基的同時(shí)，未出現(xiàn)催化劑分解的情況。相比之下，許多均相催化劑，無論是金屬基催化劑還是有機(jī)催化劑，本身都會(huì)經(jīng)歷官能化反應(yīng)，隨著時(shí)間的推移，其催化活性會(huì)降低。
2）利用半導(dǎo)體作為光催化劑提供了一個(gè)獲得獨(dú)特反應(yīng)模式的機(jī)會(huì)。均相金屬基催化劑，如Ru(bpy)3Cl2，能吸收光并通過激發(fā)將電子從金屬轉(zhuǎn)移到配體。這種電荷分離的高能中間體可以通過氧化或還原的方式被淬滅。半導(dǎo)體催化劑也通過電荷分離作用，在半導(dǎo)體表面形成電子-空穴對(duì)。表面的空間分離意味著兩個(gè)反應(yīng)位點(diǎn)可以同時(shí)進(jìn)行單電子氧化還原反應(yīng)。
Ghosh等人在此基礎(chǔ)上，展示了前所未有的利用這種反應(yīng)模式進(jìn)行的雙碳?xì)滏I功能化反應(yīng)。Ghosh等人證明，mpg-CN可以催化20多個(gè)不同官能團(tuán)的芳烴和雜環(huán)化合物的功能化。
3）許多光催化劑要么是強(qiáng)氧化催化劑，要么是強(qiáng)還原催化劑，這就要求光催化劑與所需的轉(zhuǎn)化相匹配。Ghosh等人在雙C-H官能化反應(yīng)中，利用mpg-CN高效地同時(shí)催化氧化還原反應(yīng)。在芳烴存在的條件下，還原性物質(zhì)和氧化性物質(zhì)的組合，可以在單一催化劑和光的作用下說生成高度功能化的產(chǎn)物。該方法可用于復(fù)雜分子的后期功能化，探索結(jié)構(gòu)-活性關(guān)系或縮短合成步驟。
4）從可持續(xù)化學(xué)的角度來看，mpg-CN是一種非均相固體催化劑，反應(yīng)完成后容易從反應(yīng)介質(zhì)中分離出來，簡化了反應(yīng)的進(jìn)行和產(chǎn)物的分離。Ghosh等人也表明，該催化劑可以多次使用，活性損失不大。該催化劑不含金屬，而且起始材料便宜且容易獲得，這一點(diǎn)使得實(shí)現(xiàn)可持續(xù)并且成本效益高的商業(yè)化成為可能。雖然mpg-CN的長期影響仍有待確定，但它可能成為推進(jìn)有機(jī)光氧化還原催化領(lǐng)域催化劑的范例。
Elizabeth Swift. A durable semiconductor photocatalyst. Science. 2019
DOI: 10.1126/science.aax8940
https://science.sciencemag.org/content/365/6451/320
4. 中科大Nat. Energy：原子薄的CuIn5S8可見光下高選擇性光催化CO2還原制CH4
CO2還原會(huì)生成多種產(chǎn)物，且這些產(chǎn)物還原電位相近，在保持高轉(zhuǎn)換效率的同時(shí)，實(shí)現(xiàn)對(duì)單一產(chǎn)品的高選擇性是CO2光還原的一個(gè)重要挑戰(zhàn)。因此，通過催化劑設(shè)計(jì)來控制催化劑表面形成的反應(yīng)中間體是至關(guān)重要的。近日，中科大謝毅、孫永福等多團(tuán)隊(duì)合作，制備了原子層厚的含硫缺陷的CuIn5S8，其含有電荷豐富的Cu–In雙位點(diǎn)，可高效高選擇性光催化CO2光還原產(chǎn)CH4。作者認(rèn)為在Cu-In雙位點(diǎn)形成高度穩(wěn)定的Cu-C-O-In中間體是決定選擇性的關(guān)鍵因素；這種構(gòu)型不僅降低了整體活化能勢壘，還將質(zhì)子化過程轉(zhuǎn)化為放熱過程，從而改變反應(yīng)途徑生成CH4而不是CO。該CuIn5S8 催化劑可見光下催化CO2還原產(chǎn)CH4選擇性接近100%，且速率可達(dá)8.7 g μmol?1 h?1。
Xiaodong Li, Yongfu Sun*, Yi Xie*, et al. Selective visible-light-driven photocatalytic CO2 reduction to CH4 mediated by atomically thin CuIn5S8 layers. Nat. Mater., 2019
DOI: 10.1038/s41560-019-0431-1
https://www.nature.com/articles/s41560-019-0431-1
5. Nat. Mater.：半導(dǎo)體電催化中的自門控效應(yīng)
半導(dǎo)體-電解質(zhì)界面決定半導(dǎo)體電催化的行為，根據(jù)經(jīng)典的電子轉(zhuǎn)移理論，該界面可通過類似肖特基的結(jié)構(gòu)來進(jìn)行描述。近日，新加坡南洋理工大學(xué)張華，王岐捷，劉政等團(tuán)隊(duì)合作發(fā)現(xiàn)，該模型不能解釋他們工作中觀察到的超薄半導(dǎo)體催化過程中載流子的超高積累現(xiàn)象。作者通過基于微電池的原位電子/電化學(xué)測量揭示一個(gè)普遍的自門控現(xiàn)象，以闡明電催化反應(yīng)中半導(dǎo)體的電子傳導(dǎo)調(diào)制。作者進(jìn)一步證明了半導(dǎo)體催化劑的類型與它們的電催化作用密切相關(guān)，比如，n型半導(dǎo)體催化劑更傾向于陰極反應(yīng)，如析氫反應(yīng)；而p型催化劑更傾向于陽極反應(yīng)，如析氧反應(yīng)；雙電極傾向于同時(shí)進(jìn)行陽極和陰極反應(yīng)。該工作為電催化過程中半導(dǎo)體-電解質(zhì)界面的電子起源提供了新的視角，為設(shè)計(jì)高性能半導(dǎo)體催化劑鋪平了道路。
Yongmin He, Qiyuan He, Qi Jie Wang*, Hua Zhang*, Zheng Liu*, et al. Self-gating in semiconductor electrocatalysis. Nat. Mater., 2019
DOI: 10.1038/s41563-019-0426-0
https://www.nature.com/articles/s41563-019-0426-0
6. Nat. Commun.：一鍋串聯(lián)催化用于電化學(xué)CO2還原為甲烷的計(jì)算和實(shí)驗(yàn)研究
在Cu基催化劑上將CO2電還原為碳?xì)浠衔锖吞佳趸衔铮婕暗綄O2還原為CO吸附在Cu上，然后進(jìn)一步轉(zhuǎn)化為碳?xì)浠衔锖吞佳趸衔铩Ｓ捎陉P(guān)鍵中間體的結(jié)合強(qiáng)度呈線性比例關(guān)系，在單一反應(yīng)位點(diǎn)上同時(shí)改進(jìn)這些過程具有挑戰(zhàn)性。近日，清華大學(xué)QiLu，特拉華大學(xué)Bingjun Xu，國立成功大學(xué)Mu-Jeng Cheng等多團(tuán)隊(duì)合作，報(bào)道了在計(jì)算和電化學(xué)研究的基礎(chǔ)上，利用一鍋串聯(lián)催化機(jī)制，改進(jìn)電還原CO2性能。作者構(gòu)建了一個(gè)明確的Cu修飾的Ag表面，發(fā)現(xiàn)吸附在Ag表面的CO會(huì)遷移到Cu表面，然后進(jìn)一步還原為甲烷，這與實(shí)驗(yàn)研究所得的結(jié)果一致。該工作為設(shè)計(jì)CO2電還原催化劑提供了一種很有前景的方法，使一鍋法還原CO2生成除CO和甲酸鹽以外的產(chǎn)品成為可能。
Haochen Zhang, Xiaoxia Chang, Bingjun Xu*, Mu-Jeng Cheng*, QiLu*, et al. Computational and experimental demonstrations of one-pot tandem catalysis for electrochemical carbon dioxide reduction to methane. Nat. Commun., 2019
DOI: 10.1038/s41467-019-11292-9
https://www.nature.com/articles/s41467-019-11292-9
7. 廈門大學(xué)李劍鋒JACS：原位拉曼光譜揭示Cu(111)和多晶Cu表面電氧化機(jī)理
研究吸附在結(jié)構(gòu)明確的Cu單晶基底上的中間體的化學(xué)性質(zhì)對(duì)理解許多電催化反應(yīng)是至關(guān)重要的。近日，廈門大學(xué)李劍鋒等多團(tuán)隊(duì)合作，利用電化學(xué)SHINERS技術(shù)，從分子水平系統(tǒng)地研究了Cu(111)和多晶Cu表面在不同pH環(huán)境中的電氧化行為。研究發(fā)現(xiàn)，在堿性和中性條件下Cu(111)表面經(jīng)歷了Cu-OHad → Cu-Oad→Cu2O轉(zhuǎn)變過程，即隨著電位升高OH先吸附，然后轉(zhuǎn)化為吸附態(tài)的O最后形成氧化物。而在表面存在多種結(jié)構(gòu)的多晶Cu表面并未觀察到這種變化。而在酸性條件下，發(fā)現(xiàn)表面OH和氧物種會(huì)被SO42-所取代。該工作提供了Cu表面氧化早期涉及到OH/O反應(yīng)過程的直接光譜證據(jù)，驗(yàn)證了傳統(tǒng)電化學(xué)方法以及理論計(jì)算的猜測，為設(shè)計(jì)高效催化劑提供了重要指導(dǎo)。
Nataraju Bodappa, Jian-Feng Li*, et al. Early Stages of Electrochemical Oxidation of Cu(111) and Polycrystalline Cu Surfaces Revealed by in situ Raman Spectroscopy. J. Am. Chem. Soc., 2019
DOI: 10.1021/jacs.9b04638
https://pubs.acs.org/doi/10.1021/jacs.9b04638
8. 林文斌JACS：鈦金屬M(fèi)OF催化可見光下的氫氣演變
林文斌團(tuán)隊(duì)報(bào)道了兩種新的鈦金屬有機(jī)骨架(MOFs)，Ti3-BPDC-Ir和Ti3-BPDC-Ru，通過摻雜[Ir(ppy)2(dcbpy)] Cl或[Ru(bpy)2(dcbpy)] Cl2來實(shí)現(xiàn)。光敏配體和Ti3(OH)2二級(jí)構(gòu)建單元（SBU）的分層組裝有利于多電子轉(zhuǎn)移以在可見光下驅(qū)動(dòng)光催化析氫（HER），Ti3-BPDC-Ir和Ti3-BPDC-Ru的轉(zhuǎn)換數(shù)分別為6632和786 。光物理和電化學(xué)研究發(fā)現(xiàn)，通過還原淬滅激發(fā)的光敏劑，然后電子從還原的光敏劑轉(zhuǎn)移到Ti3(OH)2SBU來構(gòu)建光催化HER，并解釋兩種MOF之間的催化差異。密度泛函理論計(jì)算揭示了HER的關(guān)鍵步驟，通過質(zhì)子化TiIII-OH產(chǎn)生具有空位配位點(diǎn)的TiIII物質(zhì)，然后進(jìn)行質(zhì)子耦合電子轉(zhuǎn)移，得到關(guān)鍵的TiIV-H中間體。
Titanium Hydroxide Secondary Building Units in Metal-Organic Frameworks Catalyze Hydrogen Evolution under Visible Light，J. Am. Chem. Soc., 2019
https://pubs.acs.org/doi/10.1021/jacs.9b05964
9. Angew：Sb基復(fù)合材料負(fù)載在P摻雜的C上提高NRR法拉第效率
以氮?dú)鉃樵希诔爻簵l件下，采用電化學(xué)方法大規(guī)模、高選擇性地合成氨，是一項(xiàng)極具挑戰(zhàn)性的研究課題。近日，青島科技大學(xué)Xien Liu，Qing Qin，韓國蔚山科學(xué)技術(shù)院Jaephil Cho等多團(tuán)隊(duì)合作，報(bào)道了一種新型PC/Sb/SbPO4納米復(fù)合材料(PC，磷摻雜碳)，該材料在常溫常壓下，在酸性和中性電解質(zhì)中均能高效電催化N2轉(zhuǎn)化為NH3。在‐0.15 V的還原電位下（相對(duì)于RHE），PC/Sb/SbPO4催化劑在溫和的條件下，0.1 M HCl中，生成NH3的法拉第效率(FE) 高達(dá)31%。此外，在0.1 M Na2SO4溶液中，‐0.1 V(相對(duì)于RHE)的還原電位下，F(xiàn)E值達(dá)到了34%，這比大多數(shù)報(bào)道的中性電解質(zhì)中溫和條件下的NRR電催化劑要好。作者進(jìn)一步研究了氮?dú)膺€原前后PC/Sb/SbPO4催化劑表面物種和電催化性能的變化。PC和SbPO4均被認(rèn)為是提高NRR性能的活性物質(zhì)。
Xien Liu,* Qing Qin,* Jaephil Cho*, et al. Antimony‐Based Composites Loading on Phosphorus‐Doped Carbon for Boosting Faradaic Efficiency of the Electrochemical Nitrogen Reduction Reaction. Angew. Chem. Int. Ed., 2019
DOI: 10.1002/anie.201906521
https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/anie.201906521
10. Angew：Cu/Al2O3上的CO2加氫：金屬/載體界面在驅(qū)動(dòng)雙功能催化劑活性和選擇性方面的作用
CO2選擇性加氫制CH3OH是一項(xiàng)關(guān)鍵的可持續(xù)發(fā)展技術(shù)。近日，蘇黎世聯(lián)邦理工學(xué)院Christophe Copéret團(tuán)隊(duì)合作，通過表面有機(jī)金屬化學(xué)制備了Cu/Al2O3催化劑，與Cu/SiO2相比，Cu/Al2O3表現(xiàn)出高的CO2加氫催化活性，產(chǎn)物為CH3OH，二甲醚(DME)以及CO。進(jìn)一步光譜研究和DFT計(jì)算表明，CH3OH的形成過程有甲酸鹽中間體的生成，且金屬‐氧化物界面對(duì)速率的增加具有重要作用。Al2O3促進(jìn)了CH3OH的轉(zhuǎn)化為DME（雙功能催化），但也增加了CO的生成速度。Cu/Al2O3催化劑可i)直接在金屬‐氧化物界面活化CO2, ii)間接通過甲酸鹽表面物種和CH3OH轉(zhuǎn)化為甲酸甲酯，進(jìn)一步分解為CH3OH和CO。該工作展示了Al2O3（路易斯酸和非還原載體），如何通過在氧化物和金屬氧化物界面上形成多種競爭性的反應(yīng)途徑來促進(jìn)CO2氫化。
Erwin Lam, Christophe Copéret*, et al. CO2 Hydrogenation on Cu/Al2O3: Role of Metal/Support Interface in Driving Activity and Selectivity of a Bifunctional Catalyst. Angew. Chem. Int. Ed., 2019
DOI:10.1002/anie.201908060
https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/anie.201908060
11. 樓雄文Angew：生長在多通道碳基上的Bi2O3納米片高效電催化CO2還原為HCOOH
將CO2電化學(xué)還原為液體產(chǎn)品是實(shí)現(xiàn)碳循環(huán)的一種有吸引力的方法。然而，大多數(shù)電催化劑催化CO2還原反應(yīng)(CO2RR)通常存在催化活性差、法拉第效率(FE)和能源效率(EE)低、穩(wěn)定性差等問題。近日，新加坡南洋理工大學(xué)Xiong Wen (David) Lou團(tuán)隊(duì)在導(dǎo)電多通道碳基底(MCCM)上地生長Bi2O3納米片用于電催化CO2RR反應(yīng)。實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，該催化劑在較小的過電位下，局部電流密度可達(dá)17.7 mA cm-2，且能高選擇性電催化CO2還原為HCOOH，在寬電位窗下FE接近90%，在電壓-1.256 V時(shí)，F(xiàn)E達(dá)到最大值93.8%。此外，在過電位為0.846 V時(shí)，該催化劑工作12小時(shí)，活性衰減很小，最大EE值為55.3%。該催化劑優(yōu)異的性能主要?dú)w功于MCCM和Bi2O3納米片的協(xié)同作用。
Subiao Liu, Xiong Wen (David) Lou*, et al. Bi2O3 Nanosheets Grown on Multi‐Channel Carbon Matrix Catalyze Efficient CO2 Electroreduction to HCOOH. Angew. Chem. Int. Ed., 2019
DOI: 10.1002/anie.201907674
https://onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1002/anie.201907674
12. 大連化物所Angew：硅納米反應(yīng)器中釕納米粒子的微環(huán)境設(shè)計(jì)
對(duì)影響催化劑活性和選擇性的微環(huán)境進(jìn)行精確地設(shè)計(jì)，提高催化劑的性能是一項(xiàng)具有挑戰(zhàn)性的任務(wù)。近日，大連化物所Qihua Yang，Jian Liu，Liang Yu等多團(tuán)隊(duì)合作，報(bào)道了膦配體修飾的納米反應(yīng)器能夠在溫和的條件下、有機(jī)溶劑中，在Ru納米顆粒(NPs)上實(shí)現(xiàn)苯甲酸(BA)高效加氫，而在未修飾的納米反應(yīng)器中是無法實(shí)現(xiàn)的。DFT計(jì)算和催化性能測試均表明，膦配體可以通過調(diào)節(jié)表面性質(zhì)來控制BA在Ru NPs的吸附強(qiáng)度。該工作通過改變催化活性中心附近錨定的配體來提高催化劑性能，對(duì)納米反應(yīng)器設(shè)計(jì)具有重要的啟發(fā)作用。
Xiaomin Ren, Miao Guo, Liang Yu,* Jian Liu*, Qihua Yang*, et al. Microenvironment engineering of Ru nanoparticles incorporated in silica nanoreactors for enhanced hydrogenations. Angew. Chem. Int. Ed., 2019
DOI: 10.1002/anie.201908602
https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/anie.201908602
13. Angew：用SECCM研究ZIF衍生的納米復(fù)合材料堿性條件下的OER反應(yīng)
在不受傳質(zhì)限制和pH值等局部變化影響的情況下，“單一實(shí)體”測量對(duì)于更好地理解納米顆粒基電催化劑的功能至關(guān)重要。近日，波鴻大學(xué)Wolfgang Schuhmann，杜伊斯堡埃森大學(xué)Corina Andronescu團(tuán)隊(duì)合作，利用掃描電化學(xué)顯微鏡(SECCM)對(duì)ZIF‐67衍生的Co‐N‐摻雜C復(fù)合粒子的析氧反應(yīng)(OER)進(jìn)行研究。SECCM mapping研究表明，電化學(xué)活性差異與液滴濕潤區(qū)域內(nèi)納米顆粒的數(shù)量有關(guān)。在電位為1.7 ~ 1.8 V （vs RHE）時(shí)， TOF分別為0.25 ~ 1.5 s‐1（根據(jù)每個(gè)粒子中Co原子的數(shù)量計(jì)算）。此外，在不同粒子數(shù)量的位置具有一致的TOF表明沒有宏觀薄膜效應(yīng)。
Tsvetan Tarnev, Harshitha Barike Aiyappa, Corina Andronescu,* Wolfgang Schuhmann*, et al. SECCM investigation of single ZIF‐derived nanocomposite particles as oxygen evolution electrocatalysts in alkaline media. Angew. Chem. Int. Ed., 2019
DOI: 10.1002/anie.201908021
https://onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1002/anie.201908021
14. AM：介孔N摻雜碳納米球負(fù)載孤立單原子Pd催化劑高效催化乙炔半氫化
乙烯原料中少量乙炔的半加氫反應(yīng)是聚乙烯工業(yè)生產(chǎn)的重要步驟。盡管Pd基金屬間化合物和單原子合金催化劑具有良好的反應(yīng)活性和乙烯選擇性，但由于Pd基活性原子只有部分暴露，其原子利用率仍然受到限制。近日，清華大學(xué)Dingsheng Wang，中科院上海先進(jìn)研究院Yu Wang等多團(tuán)隊(duì)合作，報(bào)道了一種硬模板路易斯酸摻雜策略，克服了鈀原子利用率低的問題。該策略可將N‐配位的孤立單原子Pd位點(diǎn)完全嵌入到介孔氮摻雜碳泡沫納米球(ISA‐Pd/MPNC)的內(nèi)壁，且該合成方法適用于其它ISA‐M/MPNC (M = Pt和Cu)材料的制備。這種ISA‐Pd/MPNC催化劑具有高比表面積(633.8 m2g?1)和非常薄的孔壁(1-2 nm)，其活性比其相應(yīng)的非介孔 (ISA‐Pd/non‐MPNC)催化劑高4倍。
Quanchen Feng, Yu Wang,* Dingsheng Wang*, et al. Mesoporous Nitrogen‐Doped Carbon‐Nanosphere‐Supported Isolated Single‐Atom Pd Catalyst for Highly Efficient Semihydrogenation of Acetylene. Adv. Mater. 2019,
DOI: 10.1002/adma.201901024
https://onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1002/adma.201901024
15. 馬丁AM綜述：鐵碳化物：可控合成及其在催化COx加氫和電化學(xué)HER中的應(yīng)用
利用可再生H2催化COx (x = 1,2)轉(zhuǎn)化為有價(jià)值的燃料和化學(xué)品，為緩解全球能源危機(jī)提供了切實(shí)可行的方法。鐵基催化材料因其儲(chǔ)量豐富和低成本而被廣泛應(yīng)用于這些反應(yīng)。在現(xiàn)有的鐵基催化劑中，鐵碳化物是一種非常有前途的催化材料。近年來，一系列制備碳鐵化物納米粒子及其復(fù)合材料的方法得到了廣泛的應(yīng)用。近日，北京大學(xué)馬丁等多團(tuán)隊(duì)合作，綜述了FeCx‐基納米材料的可控合成及其在催化COx加氫和電化學(xué)析氫反應(yīng)(HER)中的應(yīng)用。重點(diǎn)討論了鐵碳化物在COx加氫反應(yīng)中的獨(dú)特催化活性及其結(jié)構(gòu)與催化性能的關(guān)系。最后總結(jié)了未來鐵碳化物的合成和潛在的催化應(yīng)用。
Siwei Li, Ding Ma*, et al. Iron Carbides: Control Synthesis and Catalytic Applications in COx Hydrogenation and Electrochemical HER. Adv. Mater. 2019,
DOI: 10.1002/adma.201901796
https://onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1002/adma.201901796
