双原子催化剂:制备、表征和应用

doi:10.1016/S1872-2067(20)63536-7

催化学报 ›› 2020, Vol. 41 ›› Issue (5): 783-798.DOI: 10.1016/S1872-2067(20)63536-7

双原子催化剂:制备、表征和应用

张晶^a,b, 黄秋安^a, 王娟^b, 王静^a, 张久俊^a, 赵玉峰^a,c

a 上海大学可持续能源研究院/理学院, 上海 200444;
b 西安建筑科技大学机电工程学院, 陕西省纳米材料与技术重点实验室, 陕西西安 710055;
c 燕山大学应用化学重点实验室, 河北秦皇岛 066004

收稿日期:2019-10-12 修回日期:2019-11-23 出版日期:2020-05-18 发布日期:2019-12-31
通讯作者: 赵玉峰, 王娟
基金资助:
国家自然科学基金（51774251）；河北杰出青年科学基金（B2017203313）；河北省百名创新人才经费（SLRC2017057）；特种电源国家重点实验室开放基金（SKL-ACPS-C-11）；河北省人才工程培养经费（A201802001）.

Supported dual-atom catalysts: Preparation, characterization, and potential applications

Jing Zhang^a,b, Qiu-an Huang^a, Juan Wang^b, Jing Wang^a, Jiujun Zhang^a, Yufeng Zhao^a,c

a Institute for Sustainable Energy/College of Sciences, Shanghai University, Shanghai 200444, China;
b Shanxi Key Laboratory of Nanomaterials and Nanotechnology, School of Mechanical & Electrical engineering, Xi'an University of Architecture and Technology, 710055 Xi'an, Shaanxi, China;
c Key Laboratory of Applied Chemistry, Yanshan University, Qinhuangdao 066004, Hebei, China

Received:2019-10-12 Revised:2019-11-23 Online:2020-05-18 Published:2019-12-31
Contact: 10.1016/S1872-2067(20)63536-7
Supported by:
This work was supported by the National Natural Sciecne Foundation of China (51774251), the Hebei Science Foundation for Distinguished Young Scholars (B2017203313), Hundreds of Innovative Talents in Hebei Province (SLRC2017057), the opening project of the state key laboratory of Advanced Chemical Power Sources (SKL-ACPS-C-11), and the Talent Engineering Training Funds of Hebei Province (A201802001).

摘要/Abstract

摘要： 发展可持续和清洁的电化学能源转化技术是应对能源短缺和环境污染挑战的关键一步，燃料电池、电解电池和金属空气电池作为清洁能源储存和转换装置目前得到广泛应用推广，这些装置依靠电催化反应以及电极材料上发生的电荷转移过程来转换电能和化学能.而电催化剂是该类装置电极材料的核心部件，电催化反应的热力学和动力学过程与电催化剂的物理性质和化学状态密切相关.因此探索和开发性能优良、成本低廉的新型电催化剂，将进一步促进这些能源转化技术的商业化应用.
单原子催化剂（SACs）以其暴露的活性位点、高选择性和最大限度地原子利用率而受到人们的广泛关注.然而，随着单原子表面自由能的增加，粒子在制备和催化过程中的聚集，催化活性位点的降低和催化剂负荷的相对较低，严重制约了SACs的发展和应用.考虑到SACs的缺点，为了进一步增加单原子活性位点的数量和负载，双原子催化剂（DACs）作为SACs家族成员的扩展近年来逐渐兴起，且两种金属原子（同核/异核）在DACs中的协同作用显著提高了催化剂的催化活性.
本文基于当前最新的研究工作对比了同核/异核DACs的不同优势，列举了一系列包括原子层沉积法、湿化学吸附法以及高温热处理法等方法用于制备性能优异的DACs，其中高温热处理法因应用广泛被重点强调.同时，本文也对DACs的表征和识别手段进行了重点概括，包含XANES，EXAFS，IR，DFT等；详细概括和对比了当前DACs在电化学方面的主要应用，如氧还原反应（ORR）和二氧化碳还原反应.
目前，DACs作为一个新兴的研究领域，由于其金属原子负载量高、活性位点比SACs更为灵活，已经在电催化领域取得了快速的发展.相对于同核DACs，原则上不同的两个金属原子会组成更多的异核DACs，因此，对于性能优异的异核DACs还有更多的可能性值得深入探索.可以预见，DACs的发展将弥补SACs的不足，在电化学能源的转换和储存方面发挥全面的优势；借助于异核DACs中不同的两个金属原子的多样性，探索以过渡金属为主的DACs，将会为节约贵金属资源及环境保护带来巨大贡献，进一步设计和优化DACs，有利于燃料电池和金属-空气电池创造出更大的经济效益和社会效益.因此，我们相信DACs的发展将成为材料研究的一个新前沿，并为合成更多的高效应用催化剂开辟一条新的途径.

关键词: 双原子催化剂, 同核, 异核, 电化学, 能源转换和储存

Abstract: Developing sustainable and clean electrochemical energy conversion technologies is a crucial step in addressing the challenges of energy shortage and environmental pollution. Exploring and developing new electrocatalysts with excellent performance and low cost will facilitate the commercial use of these energy conversion technologies. Recently, dual-atom catalysts (DACs) have attracted considerable research interest since they exhibit higher metal atom loading and more flexible active sites compared to single-atom catalysts (SACs). In this paper, the latest preparation methods and characterization techniques of DACs are systematically reviewed. The advantages of homonuclear and heteronuclear DACs and the catalytic mechanism and identification technologies between the two DACs are highlighted. The current applications of DACs in the field of electrocatalysis are summarized. The development opportunities and challenges of DACs in the future are prospected. The ultimate goal is to provide new ideas for the preparation of new catalysts with excellent properties by customizing diatomic catalysts for electrochemical applications.

Key words: Dual-atoms catalyst, Homonuclear, Heteronuclear, Electrocatalyst, Energy conversion and storage device

张晶, 黄秋安, 王娟, 王静, 张久俊, 赵玉峰. 双原子催化剂:制备、表征和应用[J]. 催化学报, 2020, 41(5): 783-798.

Jing Zhang, Qiu-an Huang, Juan Wang, Jing Wang, Jiujun Zhang, Yufeng Zhao. Supported dual-atom catalysts: Preparation, characterization, and potential applications[J]. Chinese Journal of Catalysis, 2020, 41(5): 783-798.

×
扫码分享

导出引用管理器 EndNote|Ris|BibTeX

链接本文: https://www.cjcatal.com/CN/10.1016/S1872-2067(20)63536-7

https://www.cjcatal.com/CN/Y2020/V41/I5/783

参考文献

[1] M. Winter, R. J. Brodd, Chem. Rev., 2004, 104, 4245-4270.
[2] L. Tao, Y. Zhao, Y. F. Zhao, S. Huang, Y. Yang, Q. Tong, F. Gao, J. Phys. Chem. Solids, 2018, 113, 61-66.
[3] J. Zhang, C. Zhang, Y. F. Zhao, I. S. Amiinua, H. Zhou, X. Liu, Y. Tang, S. C. Mu, Appl. Catal. B:Environ., 2017, 211, 148-156.
[4] I. C. Man, H. Y. Su, F. Calle-Vallejo, H. A. Hansen, J. I. Martínez, N. G. Inoglu, J. Kitchin, T. F. Jaramillo, J. K. Nörskov, J. Rossmeisl, ChemCatChem, 2011, 3, 1159-1165.
[5] Y. Gorlin, T. F. Jaramillo, J. Am. Chem. Soc., 2010, 132, 13612-13614.
[6] Y. J. Wang, B. Z. Fang, D. Zhang, A. J. Li, D. P. Wilkinson, A. Ignaszak, L. Zhang, J. J. Zhang, Electrochem. Energy Rev., 2018, 1, 1-34.
[7] M. K. Debe, Nature, 2012, 486, 43-51.
[8] N. Tian, B. A. Lu, X. D. Yang, R. Huang, Y. X. Jiang, Z. Y. Zhou, S. G. Sun, Electrochem. Energy Rev., 2018, 1, 54-83.
[9] A. P. Yu, Z. W. Chen, R. Maric, L. Zhang, J. J. Zhang, J. Y. Yan, Appl. Energy, 2015, 153, 1-2.
[10] C. Z. Zhu, Q. R. Shi, S. Feng, D. Du, Y. H. Lin, Appl. Energy, 2018, 3, 1713-1721.
[11] M. A. Khan, H. B. Zhao, W. W. Zou, W. Zou, Z. Chen, W. J. Cao, J. H. Fang, J. Q. Xu, L. Zhang, J. J. Zhang, Electrochem. Energy Rev., 2018, 1, 483-530.
[12] Y. P. Zhao, L. Tao, W. Dang, L. L. Wang, M. R. Xia, B. Wang, M. M. Liu, F. M. Gao, J. J. Zhang, Y. F. Zhao, Small, 2019, 15, 1900288.
[13] J. Y. Liu, ACS Catal., 2016, 7, 34-59.
[14] J. Lin, A. Q. Wang, B. T. Qiao, X. Y. Liu, X. F. Yang, X. D. Wang, J. X. Liang, J. Li, J. Y. Liu, T. Zhang, J. Am. Chem. Soc., 2013, 135, 15314-15317.
[15] X. F. Yang, A. Q. Wang, B. T. Qiao, J. Li, J. Y. Liu, T. Zhang, Acc. Chem. Res., 2013, 46, 1740-1748.
[16] Y. Lei, F. Mehmood, S. Lee, J. Greeley, B. Lee, S. Seifert, R. E. Winans, J. W. Elam, R. J. Meyer, P. C. Redfern, D. Teschner, R. Schlögl, M. J. Pellin, L. A. Curtiss, S. Vajda, Science, 2010, 328, 224-228.
[17] J. H. Kim, D. J. Suh, T. J. Park, K. L. Kim, Appl. Catal. A, 2000, 197, 191-200.
[18] S. Vajda, M. G. White, ACS Catal., 2015, 5, 7152-7176.
[19] E. C. Tyo, S. Vajda, Nat. Nanotechnol., 2015, 10, 577-588.
[20] H. J. Yin, H. J. Tang, D. Wang, Y. Gao, Z. Y. Tang, ACS Nano, 2012, 6, 8288-8297.
[21] F. Yang, D. H. Deng, X. L. Pan, Q. Fu, X. H. Bao, Nat. Sci. Rev., 2015, 2, 183-201.
[22] W. Chen, S. W. Chen, Angew. Chem. Int. Ed., 2009, 48, 4386-4389.
[23] Y. F. Zhao, S. F. Huang, M. R. Xia, S. Rehman, S. C. Mu, Z. K. Kou, Z. Zhang, Z. Y. Chen, F. M. Gao, Y. L. Hou, Nano Energy, 2016, 28, 346-355.
[24] Z. Y. Lu, J. Wang, S. F. Huang, Y. L. Hou, Y. G. Li, Y. P. Zhao, S. C. Mu, J. J. Zhang, Y. F. Zhao, Nano Energy., 2017, 42, 334-340.
[25] W. Zhang, W. T. Zheng, Adv. Funct. Mater., 2016, 26, 2988-2993.
[26] S. X. Liang, C. Hao, Y. T. Shi, ChemCatChem, 2015, 7, 2559-2567.
[27] B. T. Qiao, A. Q. Wang, X. F. Yang, L. F. Allard, Z. Jiang, Y. T. Cui, J. Y. Liu, J. Li, T. Zhang, Nat. Chem., 2011, 3, 634-641.
[28] B. T. Qiao, J. X. Liang, A. Q. Wang, J. Y. Liu, T. Zhang, Chin. J. Catal., 2016, 37, 1580-1586.
[29] H. S. Wei, X. Y. Liu, A. Q. Wang, L. L. Zhang, B. T. Qiao, X. F. Yang, Y. Q. Huang, S. Miao, J. Y. Liu, T. Zhang, Nat. Commun., 2014, 5, 5634.
[30] J. X. Liang, X. F. Yang, A. Q. Wang, T. Zhang, J. Li, Catal. Sci. Technol., 2016, 6, 6886-6892.
[31] B. T. Qiao, J. X. Liang, A. Q. Wang, C. Q. Xu, J. Li, T. Zhang, J. Y. Liu, Nano Res., 2015, 8, 2913-2924.
[32] J. X. Liang, J. Lin, X. F. Yang, A. Q. Wang, B. T. Qiao, J. Y. Liu, T. Zhang, J. Li, A. J. Phys. Chem. C, 2014, 118, 21945-21951.
[33] J. Lin, B. T. Qiao, N. Li, L. Li, X. C. Sun, J. Y. Liu, X. D. Wang, T. Zhang, Chem. Commun., 2015, 51, 7911-7914.
[34] A. J. Therrien, A. J. R. Hensley, M. D. Marcinkowski, R. Q. Zhang, F. R. Lucci, B. Coughlin, A. C. Schilling, J. S. McEwen, E. C. H. Sykes, Nat. Catal., 2018, 1, 192-198.
[35] M. Moses-Debusk, M. Yoon, L. F. Allard, D. R. Mullins, Z. L. Wu, X. F. Yang, G. Veith, G. M. Stocks, C. K. Narula, J. Am. Chem. Soc., 2013, 135, 12634-12645.
[36] L. Wang, S. R. Zhang, Y. Zhu, A. Patlolla, J. J. Shan, H. Yoshida, S. Takeda, A. I. Frenkel, F. Tao, ACS Catal., 2016, 3, 1011-1019.
[37] B. T. Qiao, J. Lin, A. Q. Wang, Y. Chen, T. Zhang, J. Y. Liu, Chin. J. Catal., 2015, 36, 1505-1511.
[38] B. T. Qiao, J. X. Liu, Y. G. Wang, Q. Q. Lin, X. Y. Liu, A. Q. Wang, J. Li, T. Zhang, J. Y. Liu, ACS Catal., 2017, 5, 6249-6254.
[39] Z. W. Huang, X. Gu, Q. Q. Cao, P. P. Hu, J. M. Hao, J. H. Li, X. F. Tang, Angew. Chem. Int. Ed., 2012, 51, 4198-4203.
[40] D. Yang, S. J. Zhang, P. H. Xu, N. D. Browning, D. A. Dixon, B. C. Gates, Chem. Eur. J., 2017, 23, 2532-2536.
[41] Y. J. Chen, S. F. Ji, C. Chen, Q. Peng, D. S. Wang, Y. D. Li, Joule, 2018, 2, 1242-1264.
[42] Z. J. Li, D. H. Wang, Y. E. Wu, Y. D. Li, Natl. Sci. Rev., 2018, 5, 673-689.
[43] L. Zhang, K. Doyle-Davis, X. L. Sun, Energy Environ. Sci., 2019, 12, 492-517.
[44] H. J. Li, Y. D. Li, M. T. M. Koper, F. Calle-Vallejo, J. Am. Chem. Soc., 2014, 136, 15694-15701.
[45] X. Hong, K. Chan, C. Tsai, J. K. Nörskov, ACS Catal., 2016, 6, 4428-4437.
[46] F. Calle-Vallejo, D. Loffreda, M. T. M. Koper, P. Sautet, Nat. Chem., 2015, 7, 403-410.
[47] S. Martin, P. L. Garcia-Ybarra, J. L. Castillo, J. Power Sources, 2010, 195, 2443-2449.
[48] Z. Y. Wu, X. X. Xu, B. C. Hu, H. W. Liang, Y. Lin, L. F. Chen, S. H. Yu, Angew. Chem. Int. Ed., 2015, 54, 8179-8183.
[49] P. X. Liu, Y. Zhao, R. X. Qin, S. G. Mo, G. X. Chen, L. Gu, D. M. Chevrier, P. Zhang, Q. Guo, D. D. Zang, B. H. Wu, G. Fu, N. F. Zheng, Science, 2016, 352, 797-800.
[50] P. Song, M. Luo, X. Z. Liu, W. Xing, W. L. Xu, Z. Jiang, L. Gu, Adv. Funct. Mater., 2017, 27, 1700802.
[51] J. Li, S. G. Chen, N. Yang, M. M. Deng, S. Ibraheem, J. H. Deng, J. Li, L. Li, Z. D. Wei, Angew. Chem. Int. Ed., 2019, 58, 7035-7039.
[52] C. H. Choi, M. Kim, H. C. Kwon, S. J. Cho, S. Yun, H. T. Kim, K. J. J. Mayrhofer, H. Kim, M. Choi, Nat. Commun., 2016, 7, 10922.
[53] X. Zhou, Q. Shen, K. D. Yuan, W. S. Yang, Q. W. Chen, Z. H. Geng, J. L. Zhang, X. Shao, W. Chen, G. Q. Xu, X. M. Yang, K. Wu, J. Am. Chem. Soc., 2018, 140, 554-557.
[54] Z. Chen, Q. Zhang, W. X. Chen, J. C. Dong, H. R. Yao, X. B. Zhang, X. J. Tong, D. S. Wang, Q. Peng, C. Chen, W. He, Y. D. Li, Adv. Mater., 2017, 30, 1704720.
[55] E. Ruckenstein, H. Y. Wang, J. Catal., 2002, 205, 289-293.
[56] H. L. Li, L. B. Wang, Y. Z. Dai, Z. T. Pu, Z. H. Lao, Y. W. Chen, M. L. Wang, X. S. Zheng, J. F. Zhu, W. H. Zhang, R. Si, C. Ma, J. Zeng, Nat. Nanotechnol., 2018, 13, 411-417.
[57] S. Kandula, K. R. Shrestha, N. H. Kim, J. H. Lee, Small, 2018, 14, 1800291.
[58] M. L. Xiao, H. Zhang, Y. T. Chen, J. B. Zhu, L. Q. Gao, Z. Jin, J. J. Ge, Z. Jiang, S. L. Chen, C. P. Liu, W. Xing, Nano Energy, 2018, 46, 396-403.
[59] H. Yan, Y. Lin, H. Wu, W. H. Zhang, Z. H. Sun, H. Cheng, W. Liu, C. L. Wang, J. J. Li, X. H. Huang, T. Yao, J. L. Yang, S. Q. Wei, J. L. Lu, Nat. Commun., 2017, 8, 1070.
[60] J. Zhao, J. X. Zhao, F. Y. Li, Z. F. Chen, J. Phys. Chem. C, 2018, 122, 19712-19721.
[61] S. B. Tian, Q. Fu, W. X. Chen, Q. C. Feng, Z. Chen, J. Zhang, W. C. Cheong, R. Yu, L. Gu, J. C. Dong, J. Luo, C. Chen, Q. Peng, C. Draxl, D. S. Wang, Y. D. Li, Nat. Commun., 2018, 9, 2353.
[62] Z. Y. He, K. He, A. W. Robertson, A. I. Kirkland, D. Kim, J. Ihm, E. Yoon, G. D. Lee, J. H. Warner, Nano Lett., 2014, 14, 3766-3772.
[63] Y. W. Li, H. B. Su, S. H. Chan, Q. Sun, ACS Catal., 2015, 5, 6658-6664.
[64] H. M. Shen, Y. W. Li, Q. Sun, J. Phys. Chem. C, 2017, 121, 3963-3969.
[65] J. Q. Jiao, R. Lin, S. J. Liu, W. C. Cheong, C. Zhang, Z. Chen, Y. Pan, J. G. Tang, K. L. Wu, S. F. Hung, H. M. Chen, L. R. Zheng, Q. Lu, X. Yang, B. J. Xu, H. Xiao, J. Li, D. S. Wang, Q. Peng, C. Chen, Y. D. Li, Nat. Chem., 2019, 11, 222-228.
[66] E. Yeager, J. Mol. Catal., 1986, 38, 5-25.
[67] J. P. Collman, P. Denisevich, Y. Konai, M. Marrocco, C. Koval, F. C. Anson, J. Am. Chem. Soc., 1980, 102, 6027-6036.
[68] N. R. Sahraie, U. I. Kramm, J. Steinberg, Y. J. Zhang, A. Thomas, T. Reier, J. P. Paraknowitsch, P. Strasser, Nat. Commun., 2015, 6, 8618-8627.
[69] Y. Zhang, S. Yang, S. Wang, H. K. Liu, S. X. Dou, X. Liu, Small, 2019, 14, 1800480.
[70] Z. Y. Lu, B. Wang, Y. F. Hu, W. Liu, Y. F. Zhao, R. O. Yang, Z. P. Li, J. Luo, B. Chi, Z. Jiang, M. S. Li, S. C. Mu, S. J. Liao, J. J. Zhang, X. L. Sun, Angew. Chem. Int. Ed., 2019, 58, 2622-2626.
[71] J. Wang, Z. Q. Huang, W. Liu, C. R. Chang, H. L. Tang, Z. J. Li, W. X. Chen, C. J. Jia, T. Yao, S. Q. Wei, Y. E. Wu, Y. D. Li, J. Am. Chem. Soc., 2017, 139, 17281-17284.
[72] W. H. Ren, X. Tan, W. F. Yang, C. Jia, S. M. Xu, K. X. Wang, S. C. Smith, C. Zhao, Angew. Chem. Int. Edit., 2019, 58, 6972-6976.
[73] Z. H. Li, H. Y. He, H. B. Cao, S. M. Sun, W. L. Diao, D. L. Gao, P. L. Lu, S. S. Zhang, Z. Guo, M. J. Li, R. J. Liu, D. H. Ren, C. M. Liu, Y. Zhang, Z. Yang, J. K. Jiang, G. J. Zhang, Appl. Catal. B, 2019, 240, 112-121.
[74] M. Kuang, Q. H. Wang, P. Han, G. F. Zheng, Adv. Energy Mater., 2017, 7, 1700193.
[75] J. Wang, W. Liu, G. Luo, Z. J. Li, C. Zhao, H. R. Zhang, M. Z. Zhu, Q. Xu, X. Q. Wang, C. M. Zhao, Y. T. Qu, Z. K. Yang, T. Yao, Y. F. Li, Y. Lin, Y. E. Wu, Y. D. Li, Energy Environ. Sci., 2018, 11, 3375-3379.
[76] J. K. Nörskov, T. Bligaard, J. Rossmeisl, C. H. Christensen, Nat. Chem., 2009, 1, 37-46.
[77] A. Ruban, B. Hammer, P. Stoltze, H. L. Skriver, J. K. Nörskov, J. Mol. Catal. A, 1997, 115, 421-429.
[78] H. T. Chung, D. A. Cullen, D. Higgins, B. T. Sneed, E. F. Holby, K. L. More, P. Zelenay, Science, 2017, 357, 479-484.
[79] J. M. Ziegelbauer, T. S. Olson, S. Pylypenko, F. Alamgir, C. Jaye, P. Atanassov, S. Mukerjee, J. Phys. Chem. C, 2008, 112, 8839-8849.
[80] D. X. Liu, B. Wang, H. G. Li, S. F. Huang, M. M. Liu, J. Wang, Q. J. Wang, J. J. Zhang, Y. F. Zhao, Nano Energy, 2019, 58, 277-283.
[81] Y. Zheng, Y. Jiao, Y. H. Zhu, Q. R. Cai, A. Vasileff, L. H. Li, Y. Han, Y. Chen, S. Z. Qiao, J. Am. Chem. Soc., 2017, 139, 3336-3339.
[82] F. Jaouen, J. Herranz, M. Lefevre, J. P. Dodelet, U. Kramm, I. Herrmann, P. Bogdanoff, J. Maruyama, T. Nagaoka, A. Garsuch, J. R. Dahn, T. Olson, S. Pylypenko, P. Atanassov, E. A. Ustinov, ACS Appl. Mater. Interfaces, 2009, 1, 1623-1639.
[83] C. Z. Zhu, S. F. Fu, Q. R. Shi, D. Du, Y. H. Lin, Angew. Chem. Int. Ed., 2017, 56, 13944-13960.
[84] F. Jaouen, E. Proietti, M. Lefèvre, R. Chenitz, J. P. Dodelet, G. Wu, H. T. Chung, C. M. Johnston, P. Zelenay, Energy Environ. Sci., 2010,4, 114-130.
[85] W. O. Haag, R. M. Lago, P. B. Weisz, Nature, 1984, 309, 589-591.
[86] T. F. Jaramillo, K. P. Jörgensen, J. Bonde, J. H. Nielsen, S. Horch, I. Chorkendorff, Science, 2007, 317, 100-102.
[87] S. Shima, O. Pilak, S. Vogt, M. Schick, M. S. Stagni, W. Meyer-Klaucke, E. Warkentin, R. K. Thauer, U. Ermler, Science, 2008, 321, 572-575.
[88] J. K. Nöerskov, T. Bligaard, B. Hvolbaek, F. Abild-Pedersen, I. Chorkendorff, C. H. Christensen, Chem. Soc. Rev., 2008, 37, 2163-2171.
[89] F. Li, Y. F. Bu, G. F. Han, H. J. Noh, S. J. Kim, I. Ahmad, Y. L. Lu, P. Zhang, H. Y. Jeong, Z. P. Fu, Q. Zhong, J. B. Baek, Nat. Commun., 2019, 10, 2623.
[90] Y. Y. Jin, P. P. Hao, J. Ren, Z. Li, Prog. Chem., 2015, 27, 1689-1704.
[91] F. Lin, Y. J. Liu, X. Q. Yu, L. Cheng, A. Singer, O. G. Shpyrko, H. L. Xin, N. Tamura, C. X. Tian, T. C. Weng, X. Q. Yang, Y. S. Meng, D. Nordlund, W. L. Yang, M. M. Doeff, Chem. Rev., 2017, 117, 13123-13186.
[92] G. Hähner, Chem. Soc. Rev., 2006, 35, 1244-1255.
[93] M. K. Chan, W. M. Gong, P. T. R. Rajagopalan, B. Hao, C. M. Tsai, D. H. Pei, Biochemistry, 1997, 36, 13904-13909.
[94] A. Vimont, F. Thibault-Starzyk, M. Daturi. Chem. Soc. Rev., 2010, 39, 4928-4950.
[95] J. Ryczkowski. Catal. Today, 2001, 68, 263-381.
[96] Z. W. Seh, J. Kibsgaard, C. F. Dickens, I. Chorkendorff, J. K. Nörskov, T. F. Jaramillo, Science, 2017, 355, eaad4998.
[97] J. F. Huang, R. Buonsanti, Chem. Mater., 2018, 31, 13-25.
[98] G. B. Wen, D. U. Lee, B. H. Ren, F. M. Hassan, G. P. Jiang, Z. P. Cano, J. Gostick, E. Croiset, Z. Y. Bai, L. Yang, Z. W. Chen, Adv. Energy Mater., 2018, 8, 1802427.
[99] W. J. Zhu, L. Zhang, P. P. Yang, X. X. Chang, H. Dong, A. Li, C. L. Hu, Z. Q. Huang, Z. J. Zhao, J. L. Gong, Small. 2018, 14, 1703314.
[100] J. Rosen, G. S. Hutchings, Q. Lu, S. Rivera, Y. Zhou, D. G. Vlachos, F. Jiao, ACS Catal., 2015, 5, 4293-4299.
[101] Z. Yin, D. F. Gao, S. Y. Yao, B. Zhao, F. Cai, L. L. Lin, P. Tang, P. Zhai, G. X. Wang, D. Ma, X. H. Bao, Nano Energy, 2016, 27, 35-43.
[102] Z. Shi, J. J. Zhang, Z. S. Liu, H. J. Wang, D. P. Wilkinson, Electrochim. Acta, 2006, 51, 1905-1916.
[103] E. Yeager, Electrochim. Acta, 1984, 29, 1527-1537.
[104] H. S. Wroblowa, Yen-Chi-Pan, G. Razumney, J. Electroanal. Chem., 1976, 69, 195-201.
[105] S. Basu, New Delhi, India, 2007.
[106] W. Xia, A. Mahmood, Z. B. Liang, R. Q. Zou, S. J. Guo, Angew. Chem. Int. Edit., 2016, 55, 2650-2676.
[107] N. A. Anastasijevic, S. Štrbac, R. R. Adzic, J. Electroanal. Chem., 1988, 240, 239-252.
[108] Y. Nie, L. Li, Z. D. Wei, Chem. Soc. Rev., 2015, 46, 2168-2201.
[109] M. H. Shao, P. Liu, R. R. Adzic, J. Am. Chem. Soc., 2006, 128, 7408-7409.
[110] J. K. Nörskov, J. Rossmeisl, A. Logadottir, L. Lindqvist, J. R. Kitchin, T. Bligaard, H. Jónsson, J. Phys. Chem. B, 2004, 108, 17886-17892.
[111] Y. Zheng, A. Vasileff, X. L. Zhou, Y. Jiao, M. Jaroniec, S. Z. Qiao, J. Am. Chem. Soc., 2019, 141, 7646-7659.
[112] J. L. Liu, C. X. Guo, A. Vasileff, S. Z. Qiao, Smallmthods, 2017, 1, 1600006.
[113] M. G. Kibria, J. P. Edwards, C. M. Gabardo, C. T. Dinh, A. Seifitokaldani, D. Sinton, E. H. Sargent, Adv. Mater., 2019, 1807166.
[114] M. J. Cheng, E. L. Clark, H. H. Pham, A. T. Bell, M. Head-Gordon, ACS Catal., 2016, 6, 7769-7777.
[115] J. Bockris, Int. J. Hydrogen Energy, 2002, 27, 731-740.
[116] C. G. Morales-Guio, L. A. Stern, X. L. Hu, Chem. Soc. Rev., 2014, 43, 6555-6569.
[117] Y. Jiao, Y. Zheng, M. Jaroniec, S. Z. Qiao, Chem. Soc. Rev., 2015, 44, 2060-2086.
[118] J. Li, G. F. Zheng, Adv. Sci., 2017, 4, 1600380-1600394.
[119] M. Kuang, G. F. Zheng, Small, 2016, 12, 5656-5675.
[120] J. Li, Y. C. Wang, T. Zhou, H. Zhang, X. H. Sun, J. Tang, L. J. Zhang, A. M. Al-Enizi, Z. Q. Yang, G. F. Zheng, J. Am. Chem. Soc., 2015, 137, 14305-14312.
[121] M. Kitano, Y. Inoue, Y. Yamazaki, F. Hayashi, S. Kanbara, S. Matsuishi, T. Yokoyama, S. W. Kim, M. Hara, H. Hosono, Nat. Chem., 2012, 4, 934-940.
[122] R. F. Service, Science, 2014, 345, 610-610.
[123] Y. Abghoui, A. L. Garden, J. G. Howalt, T. Vegge, E. Skúlason, ACS Catal., 2015, 6, 635-646.
[124] H. Daims, E. V. Lebedeva, P. Pjevac, P. Han, C. Herbold, M. Albertsen, N. Jehmlich, M. Palatinszky, J. Vierheilig, A. Bulaev, R. H. Kirkegaard, M. V. Bergen, T. Rattei, B. Bendinger, P. H. Nielsen, M. Wagner, Nature, 2015, 528, 504-509.
[125] A. N. Rollinson, J. Jones, V. Dupont, M. V. Twigg, Energy Environ. Sci., 2011, 4, 1216-1224.
[126] K. H. Liu, H. X. Zhong, S. J. Li, Y. X. Duan, M. M. Shi, X. B. Zhang, J. M. Yan, Q. Jiang, Prog. Mater. Sci., 2018, 92, 64-111.
[127] D. Bao, Q. Zhang, F. L. Meng, H. X. Zhong, M. M. Shi, Y. Zhang, J. M. Yan, Q. Jiang, X. B. Zhang, Adv. Mater., 2017, 29, 1604799.
[128] K. Liu, A. Q. Wang, T. Zhang, ACS Catal., 2012, 2, 1165-1178.
[129] Q. C. Wang, Y. P. Lei, D. S. Wang, Y. D. Li, Energy Environ. Sci., 2019, 12, 1730-1750.
[130] L. M. Molina, M. D. Rasmussen, B. Hammer, J. Chem. Phys., 2004, 120, 7673-7680.
[131] L. Li, Y. Gao, H. Li, Y. Zhao, Y. Pei, Z. F. Chen, X. C. Zeng, J. Am. Chem. Soc., 2013, 135, 19336-19346.
[132] W. An, P. Liu, Phys. Chem. Chem. Phys., 2016, 18, 30899-30902.
[133] Y. P. Lei, Q. Shi, C. Han, B. Wang, N. Wu, H. Wang, Y. D. Wang, Nano Res., 2016, 8, 2498-2509.
[134] L. Zhao, Q. C. Wang, X. Q. Zhang, C. Deng, Z. H. Li, Y. P. Lei, M. F. Zhu, ACS Appl. Mater. Inter., 2018, 10, 35888-35895.
[135] T. Ioroi, Z. Siroma, S. I. Yamazaki, K. Yasuda, Adv. Energy Mater., 2019, 9, 1801284.
[136] C. K. Dyer, J. Power Sources, 2002, 106, 31-34.
[137] H. Shan, W. P. Gao, Y. L. Xiong, F. L. Shi, Y. C. Yan, Y. L. Ma, W. Shang, P. Tao, C. Y. Song, T. Deng, H. Zhang, D. Yang, X. Q. Pan, J. B. Wu, Nat. Commun., 2018, 9, 1011.
[138] Z. Y. Chen, Q. C. Wang, X. B. Zhang, Y. P. Lei, W. Hu, Y. Luo, Y. B. Wang, Sci. Bull., 2018, 9, 548-555.
[139] Q. C. Wang, Y. P. Lei, Y. G. Zhu, H. Wang, J. Z. Feng, G. Y. Ma, Y. D. Wang, Y. J. Li, B. Nan, Q. G. Feng, Z. G. Lu, H. Yu, ACS Appl. Mater. Inter., 2018, 10, 29448-29456.
[140] Q. C. Wang, Y. J. Ji, Y. P. Lei, Y. B. Wang, Y. D. Wang, Y. Y. Li, S. Y. Wang, ACS Energy Lett., 2018, 3, 1183-1191.
[141] P. Tan, B. Chen, H. R. Xu, H. C. Zhang, W. Z. Cai, M. Ni, M. L. Liu, Z. P. Shao, Energy Environ. Sci., 2017, 10, 2056-2080.
[142] B. Han, R. Lang, B. T. Qiao, A. Q. Wang, T. Zhang, Chin. J. Catal., 2017, 9, 1498-1507.

双原子催化剂:制备、表征和应用

Supported dual-atom catalysts: Preparation, characterization, and potential applications

PDF

可视化

摘要/Abstract

引用本文

使用本文

扫码分享

参考文献

相关文章 15

编辑推荐

Metrics

[1]	张季, 俞爱民, 孙成华. 非金属掺杂石墨烯异核双原子催化剂氮还原特性研究[J]. 催化学报, 2023, 52(9): 263-270.
[2]	关志朋, 杨东锋, 刘钊, 朱书祥, 仲星星, 王华敏, 李向伟, 戚孝天, 易红, 雷爱文. 区域选择性地电化学氧化自由基参与的邻位-(4 + 2)/原位-(3 + 2)环化[J]. 催化学报, 2023, 52(9): 144-153.
[3]	周波, 石建巧, 姜一民, 肖磊, 逯宇轩, 董帆, 陈晨, 王特华, 王双印, 邹雨芹. 强化脱氢动力学实现超低电池电压和大电流密度下抗坏血酸电氧化[J]. 催化学报, 2023, 50(7): 372-380.
[4]	周纳, 王家志, 张宁, 王志, 王恒国, 黄岗, 鲍迪, 钟海霞, 张新波. 富含缺陷的Cu@CuTCNQ复合材料增强电催化硝酸盐还原成氨[J]. 催化学报, 2023, 50(7): 324-333.
[5]	韩璟怡, 管景奇. 通过限域-热解策略可控合成双原子催化剂[J]. 催化学报, 2023, 49(6): 1-4.
[6]	韩璟怡, 管景奇. 用于纳米催化肿瘤治疗的异核双金属原子催化剂[J]. 催化学报, 2023, 47(4): 1-31.
[7]	刘丹卿, 张丙兴, 赵国强, 陈建, 潘洪革, 孙文平. 原位电化学扫描探针显微镜技术在电催化领域的应用进展[J]. 催化学报, 2023, 47(4): 93-120.
[8]	周鹤洋, 唐海涛, 何卫民. 有机电化学-电流驱动未来[J]. 催化学报, 2023, 46(3): 4-10.
[9]	唐甜蜜, 王寅, 韩憬怡, 张巧巧, 白雪, 牛效迪, 王振旅, 管景奇. 用于氧还原反应的双原子钴-铁催化剂[J]. 催化学报, 2023, 46(3): 48-55.
[10]	郑建云, 吕艳红, 黄爱彬, 曹逊, 蒋三平, 王双印. 解析光电化学氮还原合成氨中局域电子结构和合金化的协同效应[J]. 催化学报, 2023, 45(2): 141-151.
[11]	樊哲琛, 万浩, 余浩, 葛君杰. 用于氧还原电催化的Fe-M-N-C基双原子催化剂的研究进展[J]. 催化学报, 2023, 54(11): 56-87.
[12]	付先彪. 关于电还原硝酸根反应的思考[J]. 催化学报, 2023, 53(10): 8-12.
[13]	詹昊霖, 纪丽菲, 曹烁晖, 冯烨, 姜艳霞, 黄玉清, 孙世刚, 陈忠. 电化学与空间层选核磁共振波谱联用原位监测多碳醇氧化[J]. 催化学报, 2023, 53(10): 171-179.
[14]	张纹, 田梦, 焦海淼, 蒋海英, 唐军旺. 高匹配的BiVO₄/WO₃纳米碗异质结光阳极用于高效光电化学分解水[J]. 催化学报, 2022, 43(9): 2321-2331.
[15]	李志伟, 黄辉庭, 罗文俊, 胡颖飞, 范容莉, 朱治, 王骏, 冯建勇, 李朝升, 邹志刚. 电化学处理构建表面电荷传输通道用于高效光电催化分解水[J]. 催化学报, 2022, 43(9): 2342-2353.