二維材料及其雜化材料的催化應用近年來引起了國際研究學者的極大關注。最近，鄧德會副研究員、諾貝爾物理獎得主康斯坦丁?諾沃肖洛夫院士、傅強研究員、鄭南峰教授、田中群院士和包信和院士在Nature nanotechnology 發表題為“Catalysis with two-dimensional materials and their heterostructures”的綜述文章。
石墨烯及其它的二維原子晶體因其獨特的結構和電子特性，近年來引起了國內外催化研究學者極大的研究興趣。在過去的10年中，二維材料在催化方面的研究得到迅猛發展，在傳統多相催化、電催化、光催化等催化體系中得到廣泛應用，尤其在一些涉及能源催化轉化的重要反應（如氧活化、水分解、二氧化碳還原等）中表現出了獨特的催化特性。
該文章系統綜述了近年來二維材料在催化中應用的最新進展，尤其聚焦在二維材料（如石墨烯、六方氮化硼、過渡金屬硫族化合物）和二維材料的雜化結構（如二維材料封裝金屬納米結構、二維材料覆蓋金屬表面、異質二維材料組裝的三明治結構）等方面的結構調變和催化活性，探討了這些材料作為催化劑的優缺點和調變該類材料電子結構和活性位的研究策略，展望了二維材料及其雜化結構在催化基礎研究和工業應用中的機遇和挑戰。
圖1. 各種石墨烯或者石墨烯異質結構的催化活性位點
表1. 二維材料及其異質結構的催化應用匯總
圖2. 石墨烯作為催化劑應用舉例
圖3. 其他二維材料作為催化劑應用舉例
圖4. 二維材料包裹的金屬催化性能
圖5. 石墨烯和其他二維材料三明治結構的催化性能
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1. Dehui Deng, K. S. Novoselov*, Qiang Fu, Nanfeng Zheng, Zhongqun Tian* and Xinhe Bao*. Catalysis with two-dimensional materials and their heterostructures. Nat. Nanotech. 2016, 11, 218–230.
2. 廈門大學化學化工學院官方網站
