可再生能源驅動的多相電催化在將地球上儲量豐富的小分子及工業污染物轉化為高附加值或環保型化學品方面極具潛力,引發了全球的研究熱潮。催化劑-電解質界面一直是多相電催化研究的前沿領域,致力于從分子或原子層面揭示催化性能與由催化劑、電解質和外加偏壓構成的催化體系之間的構效關系。但是,近年來大量表面重構現象的發現,對傳統研究范式提出了挑戰,傳統范式依賴靜態界面模型來闡釋構效關系。
有鑒于此,電子科技大學董帆教授、隆昶副研究員等通過這篇綜述關注于催化劑-電解液的界面模型,從自由能的角度深入探討催化劑的表面重構的潛在原理。
本文要點:
(1)
展示了催化劑前體的結構、電解質(包括添加劑和反應中間體)以及外加偏壓對表面重構的影響,并且介紹基于當前對表面重構認知所發展出的先進調控策略。
(2)
最終,強調了未來發展催化劑表面重構研究面臨的關鍵問題,包括仍然沒有關注的能夠影響表面重構的因素和表面重構的反應類型、原位表征以及理論計算模擬的發展前景,以及目前被人們忽視的催化劑失活問題。
參考文獻
Weidong Dai, Kaiwei Wan, Kanglei Pang, Jun Guo, Siyuan Liu, Keying Wu, Chiyao Tang, Yanjuan Sun, Xinghua Shi, Zhiyong Tang, Chang Long, Fan Dong, In-depth understanding and precise modulation of surface reconstruction during heterogeneous electrocatalysis: From model to practical catalyst, Chem 2025
DOI: 10.1016/j.chempr.2024.10.012
https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S2451929424005382