催化学报 ›› 2020, Vol. 41 ›› Issue (4): 574-591.DOI: 10.1016/S1872-2067(19)63458-3
刘乾锋a,b, 王二东a, 孙公权a
收稿日期:
2019-09-30
修回日期:
2019-10-22
出版日期:
2020-04-18
发布日期:
2019-12-12
通讯作者:
王二东, 孙公权
基金资助:
Qianfeng Liua,b, Erdong Wanga, Gongquan Suna
Received:
2019-09-30
Revised:
2019-10-22
Online:
2020-04-18
Published:
2019-12-12
Supported by:
摘要: 氢气因为其高质量比活性,环境友好等特点,被公认为是一种很有希望替代化石能源的可再生能源.其中,碱性条件电解水被认为是可大规模生产氢气的技术之一.但氢气析出反应在碱性条件反应速率缓慢,为提升氢气析出反应速率,因此研究者们设计和制备了大量的材料.本文归纳了有效促进碱性条件氢气析出反应速率的关键材料——层状过渡金属氢氧化物的重要研究进展.首先,基于过渡金属氢氧化物的结构,阐述了过渡金属氢氧化物与氢气析出反应活性材料间的协同催化机理.接着,以提升协同催化作用为中心,归纳了基于过渡金属氢氧化物的氢气析出反应催化剂和电极的最近研究进展,分别包含过渡金属氢氧化物和氢气析出反应活性材料的种类、结构、形貌及其相互作用.此外,本文从高活性和长寿命的催化剂和电极设计出发,归纳了最近基于过渡金属氢氧化物的催化剂和电极在水分解领域的进展.最后,本文总结和展望了电解水制氢技术的未来应用和发展中不可避免的一些问题与挑战.
目前,应用于氢析出反应的过渡金属氢氧化物主要集中于镍基、钴基和铁基氢氧化物和其双金属氢氧化物,为层状水滑石结构.因为上述过渡金属氢氧化物弱的氢吸附,所以其析氢活性非常低.但是过渡金属氢氧化物对氢氧根的吸附能力强,其与析氢活性材料复合后能形成协同作用,提升氢析出反应速率.具体而言,当水吸附在析氢活性材料和过渡金属氢氧化物的界面处时,水的氢原子端吸附在析氢活性材料侧,而水的另一端——氢氧根,吸附在过渡金属氢氧化物侧,这样的吸附方式对水的分解具有很强的剪切作用,从而加快碱性氢析出反应的决速步——水分子分解,加快析氢反应速率.为深入理解协同作用和进一步提升协同作用效果,研究者对过渡金属氢氧化物和对应的复合析氢活性材料的种类、结构、形貌和含量,进行了系统深入的研究.结果显示,氢氧化镍和氢氧化钴能明显促进氢析出反应,其中,氢氧化镍更具优势.此外,过渡金属氢氧化物具有较好氧析出活性,所以合适的过渡金属氢氧化物与析氢活性材料复合后,可制备氢析出反应和氧析出反应的双功能催化剂和电极.
中图分类号:
刘乾锋, 王二东, 孙公权. 层状过渡金属氢氧化物应用于碱性氢气析出反应[J]. 催化学报, 2020, 41(4): 574-591.
Qianfeng Liu, Erdong Wang, Gongquan Sun. Layered transition-metal hydroxides for alkaline hydrogen evolution reaction[J]. Chinese Journal of Catalysis, 2020, 41(4): 574-591.
[1] D. Stolten, B. Emonts, Hydrogen Science and Engineering:Materials, Processes, Systems and Technology, Wiley-VCH Verlag GmbH & Co. KGaA, Weinheim, 2016. [2] M. Ball, M. Wietschel, The Hydrogen Economy:Opportunities and Challenges, Cambridge University Press, New York, 2009. [3] A. Godula-Jopek, Hydrogen Production by Electrolysis, Wiley-VCH Verlag GmbH & Co. KGaA, Weinheim, 2015. [4] J. Wang, F. Xu, H. Jin, Y. Chen, Y. Wang, Adv. Mater., 2017, 29, 1605838. [5] S. Kumar, Clean Hydrogen Production Methods, Springer, Cham, 2015. [6] S. A. Sherif, D. Yogi Goswami, E. K. Stefanakos, A. Steinfeld, Handbook of Hydrogen Energy, CRC Press, Boca Raton, 2014. [7] 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. [8] Y. Shi, B. Zhang, Chem. Soc. Rev., 2016, 45, 1529-1541. [9] Y. Zheng, Y. Jiao, M. Jaroniec, S. Z. Qiao, Angew. Chem. Int. Ed., 2015, 54, 52-65. [10] J. Xie, Y. Xie, ChemCatChem, 2015, 7, 2568-2580. [11] M. Gong, D. Y. Wang, C. C. Chen, B. J. Hwang, H. Dai, Nano Res., 2015, 9, 28-46. [12] F. Lu, M. Zhou, Y. X. Zhou, X. H. Zeng, Small, 2017, 13, 1701931. [13] M. I. Jamesh, J. Power Sources, 2016, 333, 213-236. [14] L. A. Näslund, A. S. Ingason, S. Holmin, J. Rosen, J. Phys. Chem. C, 2014, 118, 15315-15323. [15] Z. Wang, X. Ren, X. Shi, A. M. Asiri, L. Wang, X. Li, X. Sun, Q. Zhang, H. Wang, J. Mater. Chem. A, 2018, 6, 3864-3868. [16] V. R. Stamenkovic, D. Strmcnik, P. P. Lopes, N. M. Markovic, Nat. Mater., 2016, 16, 57-69. [17] J. R. McKone, B. F. Sadtler, C. A. Werlang, N. S. Lewis, H. B. Gray, ACS Catal., 2013, 3, 166-169. [18] R. Patel, J. T. Park, M. Patel, J. K. Dash, E. B. Gowd, R. Karpoormath, A. Mishra, J. Kwak, J. H. Kim, J. Mater. Chem. A, 2018, 6, 12-29. [19] H. Yin, Z. Tang, Chem. Soc. Rev., 2016, 45, 4873-4891. [20] J. D. Benck, T. R. Hellstern, J. Kibsgaard, P. Chakthranont, T. F. Jaramillo, ACS Catal., 2014, 4, 3957-3971. [21] X. Huang, Z. Zeng, H. Zhang, Chem. Soc. Rev., 2013, 42, 1934-1946. [22] J. Xie, Y. Xie, Chem. Eur. J., 2016, 22, 3588-3598. [23] Y. F. Zeng, Y. Y. Wang, G. Huang, C. Chen, L. L. Huang, R. Chen, S. Y. Wang, Chem. Commun., 2018, 54, 1465-1468. [24] P. C. K. Vesborg, B. Seger, I. Chorkendorff, J. Phys. Chem. Lett., 2015, 6, 951-957. [25] J. Zheng, Z. Zhuang, B. Xu, Y. Yan, W. Sheng, Sci. Adv., 2016, 2, e1501602. [26] I. Ledezma-Yanez, W. D. Z. Wallace, P. Sebastián-Pascual, V. Climent, J. M. Feliu, M. T. M. Koper, Nat. Energy, 2017, 2, 17031. [27] R. Subbaraman, D. Tripkovic, D. Strmcnik, K. C. Chang, M. Uchimura, A. P. Paulikas, V. Stamenkovic, N. M. Markovic, Science, 2011, 334, 1256-1260. [28] S. Q. Liu, H. R. Wen, G. Ying, Y. W. Zhu, X. Z. Fu, R. Sun, C. P. Wong, Nano Energy, 2018, 44, 7-14. [29] D. G. Evans, R. C. T. Slade, Struct Bond, 2005, 119, 1-87. [30] M. Cao, X. He, J. Chen, C. Hu, Cryst. Growth Des., 2007, 7, 170-174. [31] L. Xu, Y. S. Ding, C. H. Chen, L. Zhao, C. Rimkus, R. Joesten, S. L. Suib, Chem. Mater., 2008, 20, 308-316. [32] R. S. McEwen, J. Phys. Chem., 1971, 75, 1782. [33] D. S. Hall, B. R. MacDougall, D. J. Lockwood, C. Bock, Proc. Math. Phys. Eng. Sci., 2015, 471, 20140792. [34] F. P. Kober, J. Electrochem. Soc., 1967, 114, 215. [35] P. Oliva, J. Leonardi, J. F. Laurent, C. Delmas, J. J. Braconnier, M. Figlarz, F. Fievet, A. DeGuibert, J. Power Sources, 1982, 8, 229-255. [36] J. Deng, M. R. Nellist, M. B. Stevens, C. Dette, Y. Wang, S. W. Boettcher, Nano Lett., 2017, 17, 6922-6926. [37] S. Ida, D. Shiga, M. Koinuma, Y. Matsumoto, J. Am. Chem. Soc., 2008, 130, 14038-14039. [38] L. Zhou, M. Shao, M. Wei, X. Duan, J. Energy Chem., 2017, 26, 1094-1106. [39] L. Wang, C. Lin, D. K. Huang, J. M. Chen, L. Jiang, M. K. Wang, L. F. Chi, L. Shi, J. Jin, ACS Catal., 2015, 5, 3801-3806. [40] H. Yin, S. Zhao, K. Zhao, A. Muqsit, H. Tang, L. Chang, H. Zhao, Y. Gao, Z. Tang, Nat. Commum., 2015, 6, 6430. [41] L. Xu, Z. Wang, X. Chen, Z. K. Qu, F. Li, W. S. Yang, Electrochim. Acta, 2018, 260, 898-904. [42] X. Li, F. C. Walsh, D. Pletcher, Phys. Chem. Chem. Phys., 2011, 13, 1162-1167. [43] M. Z. Yu, S. Zhou, Z. Y. Wang, J. J. Zhao, J. S. Qiu, Nano Energy, 2018, 44, 181-190. [44] S. M. Yin, W. G. Tu, Y. Sheng, Y. H. Du, M. Kraft, A. Borgna, R. Xu, Adv. Mater., 2018, 30, 1705106. [45] H. Zhang, ACS Nano, 2015, 9, 9451-9469. [46] H. S. Li, S. S. Wang, H. Sawada, G. G. D. Han, T. Samuels, C. S. Allen, A. I. Kirkland, J. C. Grossman, J. H. Warner, ACS Nano, 2017, 11, 3392-3403. [47] H. Zhang, Y. L. Tong, J. Y. Xu, Q.Y. Lu, F. Gao, Chem. Eur. J., 2018, 24, 400-408. [48] T. Wang, W. C. Xu, H. X. Wang, Electrochim. Acta, 2017, 257, 118-127. [49] Y. M. Bi, Z. Cai, D. J. Zhou, Y. Tian, Q. Zhang, Q. Zhang, Y. Kuang, Y. P. Li, X. M. Sun, X. Duan, J. Catal., 2018, 358, 100-107. [50] J. Chi, H. M. Yu, G. Jiang, J. Jia, B. W. Qin, B. L. Yi, Z. G. Shao, J. Mater. Chem. A, 2018, 6, 3397-3401. [51] D. J. Zhou, Z. Cai, Y. M. Bi, W. L. Tian, M. Luo, Q. Zhang, Q. Zhang, Q. X. Xie, J. D. Wang, Y. P. Li, Y. Kuang, X. Duan, M. Bajdich, S. Siahrostami, X. M. Sun, Nano Res., 2018, 11, 1358-1368. [52] Z. Yan, J. X. Gao, M. Liu, E. D. Wang, G. Q. Sun, Energy Technol., 2018, 6, 246-250. [53] Y. H. Qian, Z. G. Hu, X. M. Ge, S. L. Yang, Y. W. Peng, Z. X. Kang, Z. L. Liu, J. Y. Lee, D. Zhao, Carbon, 2017, 111, 641-650. [54] K. Chen, Y. Shen, Y. B. Zhang, Y. H. Lin, C. W. Nan, J. Power Sources, 2014, 249, 306-310. [55] Q. Wang, D. Zhou, H. Yu, Z. Zhang, X. Bao, F. Zhang, M. Zhou, J. Electrochem. Soc., 2015, 162, A2362-A2366. [56] Y. Ito, W. Cong, T. Fujita, Z. Tang, M. Chen, Angew. Chem. Int. Ed., 2015, 54, 2131-2136. [57] H. Wang, X. B. Li, L. Gao, H. L. Wu, J. Yang, L. Cai, T. B. Ma, C. H. Tung, L. Z. Wu, G. Yu, Angew. Chem. Int. Ed., 2018, 57, 192-197. [58] H. Li, M. Du, M. J. Mleczko, A. L. Koh, Y. Nishi, E. Pop, A. J. Bard, X. Zheng, J. Am. Chem. Soc., 2016, 138, 5123-5129. [59] M. J. Wu, J. Z. Wu, J. Zhang, H. Chen, J. Z. Zhou, G. R. Qian, Z. P. Xu, Z. Du, Q. L. Rao, Catal. Sci. Technol., 2018, 8, 1207-1228. [60] G. Chen, T. Wang, J. Zhang, P. Liu, H. Sun, X. Zhuang, M. Chen, X. Feng, Adv. Mater., 2018, 30, 1706279. [61] Y. L. Hou, H. Kondoh, M. Shimojo, T. Kogure, T. Ohta, J. Phys. Chem. B, 2005, 109, 19094-19098. [62] R. S. Jayashree, P. V. Kamath, J. Mater. Chem., 1999, 9, 961-963. [63] X. Liu, R. Yi, N. Zhang, R. Shi, X. Li, G. Qiu, Chem. Asian J., 2008, 3, 732-738. [64] Y. Liu, S. Liu, Y. Wang, Q. Zhang, L. Gu, S. Zhao, D. Xu, Y. Li, J. Bao, Z. Dai, J. Am. Chem. Soc., 2018, 140, 2731-2734. [65] J. Zhang, J. Liu, L. Xi, Y. Yu, N. Chen, S. Sun, W. Wang, K. M. Lange, B. Zhang, J. Am. Chem. Soc., 2018, 140, 3876-3879. [66] R. B. Wexler, J. M. P. Martirez, A. M. Rappe, J. Am. Chem. Soc., 2018, 140, 4678-4683. [67] G. Centi, S. Perathoner, Microporous Mesoporous Mater., 2008, 107, 3-15. [68] H. Y. Wang, G. Q. Shi, Acta Phys. Chim. Sin., 2018, 34, 22-35. [69] M. A. Henderson, Surf. Sci. Rep., 2002, 46, 1-308. [70] Z. X. Liang, H. S. Ahn, A. J. Bard, J. Am. Chem. Soc., 2017, 139, 4854-4858. [71] Z. Xing, L. Gan, J. Wang, X. Yang, J. Mater. Chem. A, 2017, 5, 7744-7748. [72] Z. Xing, C. Han, D. Wang, Q. Li, X. Yang, ACS Catal., 2017, 7, 7131-7135. [73] L. Xie, X. Ren, Q. Liu, G. Cui, R. Ge, A. M. Asiri, X. Sun, Q. Zhang, L. Chen, J. Mater. Chem. A, 2018, 6, 1967-1970. [74] Z. Deng, J. Wang, Y. Nie, Z. Wei, J. Power Sources, 2017, 352, 26-33. [75] L. Wang, Y. H. Zhu, Z. H. Zeng, C. Lin, M. Giroux, L. Jiang, Y. Han, J. Greeley, C. Wang, J. Jin, Nano Energy, 2017, 31, 456-461. [76] H. C. Yang, C. H. Wang, F. Hu, Y. J. Zhang, H. Lu, Q. B. Wang, Sci. China Mater., 2017, 60, 1121-1128. [77] B. Zhang, J. Liu, J. Wang, Y. Ruan, X. Ji, K. Xu, C. Chen, H. Wan, L. Miao, J. Jiang, Nano Energy, 2017, 37, 74-80. [78] L. L. Chen, J. Y. Zhang, X. Ren, R. X. Ge, W. Q. Teng, X. P. Sun, X. M. Li, Nanoscale, 2017, 9, 16632-16637. [79] L. Zhang, B. Liu, N. Zhang, M. Ma, Nano Res., 2017, 11, 323-333. [80] R. Subbaraman, D. Tripkovic, K. C. Chang, D. Strmcnik, A. P. Paulikas, P. Hirunsit, M. Chan, J. Greeley, V. Stamenkovic, N. M. Markovic, Nat. Mater., 2012, 11, 550-557. [81] N. Danilovic, R. Subbaraman, D. Strmcnik, K. C. Chang, A. P. Paulikas, V. R. Stamenkovic, N. M. Markovic, Angew. Chem. Int. Ed., 2012, 51, 12495-12498. [82] F. J. Sarabia, P. Sebastian-Pascual, M. T. M. Koper, V. Climent, J. M. Feliu, ACS Appl. Mater. Interfaces, 2019, 11, 613-623. [83] J. Wang, S. Mao, Z. Liu, Z. Wei, H. Wang, Y. Chen, Y. Wang, ACS Appl. Mater. Interfaces, 2017, 9, 7139-7147. [84] Z. Weng, W. Liu, L. C. Yin, R. Fang, M. Li, E. I. Altman, Q. Fan, F. Li, H. M. Cheng, H. Wang, Nano Lett., 2015, 15, 7704-7710. [85] L. Peng, X. Zheng, L. Li, L. Zhang, N. Yang, K. Xiong, H. Chen, J. Li, Z. Wei, Appl. Catal. B, 2019, 245, 122-129. [86] H. Wu, T. Zhu, X. Lu, G. W. Ho, J. Mater. Chem. A, 2017, 5, 24153-24158. [87] Z. Zhu, H. Yin, C. T. He, M. Al-Mamun, P. Liu, L. Jiang, Y. Zhao, Y. Wang, H. G. Yang, Z. Tang, D. Wang, X. M. Chen, H. Zhao, Adv. Mater., 2018, 30, e1801171. [88] X. W. Yu, J. Zhao, L. R. Zheng, Y. Tong, M. Zhang, G. C. Xu, C. Li, J. Ma, G. Q. Shi, ACS Energy Lett., 2018, 3, 237-244. [89] G. Wang, J. Parrondo, C. He, Y. Li, V. Ramani, J. Electrochem. Soc., 2017, 164, F1307-F1315. [90] X. Zou, Y. Zhang, Chem. Soc. Rev., 2015, 44, 5148-5180. [91] G. Yuan, B. Wen, Y. Hu, G. Zeng, W. Zhang, L. Wang, X. Zhang, Q. Wang, Int. J. Hydrogen Energy, 2019, 44, 14258-14265. [92] E. Jung, H. Y. Park, A. Cho, J. H. Jang, H. S. Park, T. Yu, Appl. Catal. B, 2018, 225, 238-242. [93] V. Stamenkovic, B. S. Mun, K. J. J. Mayrhofer, P. N. Ross, N. M. Markovic, J. Rossmeisl, J. Greeley, J. K. Nørskov, Angew. Chem. Int. Ed., 2006, 45, 2897-2901. [94] H. Wei, K. Huang, L. Zhang, B. Ge, D. Wang, J. Lang, J. Ma, D. Wang, S. Zhang, Q. Li, R. Zhang, N. Hussain, M. Lei, L. M. Liu, H. Wu, Angew. Chem. Int. Ed., 2018, 57, 3354-3359. [95] H. Wei, K. Huang, D. Wang, R. Zhang, B. Ge, J. Ma, B. Wen, S. Zhang, Q. Li, M. Lei, C. Zhang, J. Irawan, L. M. Liu, H. Wu, Nat. Commun., 2017, 8, 1490. [96] N. Becknell, Y. Son, D. Kim, D. Li, Y. Yu, Z. Niu, T. Lei, B.T. Sneed, K. L. More, N. M. Markovic, V. R. Stamenkovic, P. Yang, J. Am. Chem. Soc., 2017, 139, 11678-11681. [97] M. Favaro, C. Valero-Vidal, J. Eichhorn, F. M. Toma, P. N. Ross, J. Yano, Z. Liu, E. J. Crumlin, J. Mater. Chem. A, 2017, 5, 11634-11643. [98] J. Ismail, M. F. Ahmed, P. V. Kamath, J. Power Sources, 1991, 36, 507-516. [99] P. Elumalai, H. N. Vasan, N. Munichandraiah, J. Power Sources, 2001, 93, 201-208. [100] Z. F. Huang, J. Wang, Y. C. Peng, C. Y. Jung, A. Fisher, X. Wang, Adv. Energy Mater., 2017, 7, 1700544. [101] Y. Kou, J. Liu, Y. B. Li, S. X. Qu, C. Ma, Z. S. Song, X. P. Han, Y. D. Deng, W. B. Hu, C. Zhong, ACS Appl. Mater. Interfaces, 2018, 10, 796-805. [102] D. Strmcnik, P. P. Lopes, B. Genorio, V. R. Stamenkovic, N. M. Markovic, Nano Energy, 2016, 29, 29-36. [103] Y. Wu, J. Luo, Acta Phys. Chim. Sin., 2016, 32, 2745-2752. [104] J. Greeley, T. F. Jaramillo, J. Bonde, I. B. Chorkendorff, J. K. Norskov, Nat. Mater., 2006, 5, 909-913. [105] Y. Kuang, G. Feng, P.S. Li, Y. M. Bi, Y. P. Li, X. M. Sun, Angew. Chem. Int. Ed., 2016, 55, 693-697. [106] L. Zhang, K. Xiong, Y. Nie, X. Wang, J. Liao, Z. Wei, J. Power Sources, 2015, 297, 413-418. [107] R. Kavian, S. I. Choi, J. Park, T. Liu, H. C. Peng, N. Lu, J. Wang, M. J. Kim, Y. Xia, S. W. Lee, J. Mater. Chem. A, 2016, 4, 12392-12397. [108] A. Maizelis, B. Bairachniy, Mater. Today Proc., 2019, 6, 227-231. [109] Z. W. Yin, F. Y. Chen, Electrochim. Acta, 2014, 117, 84-91. [110] H. Yuan, R. R. Lunt, J. I. Thompson, R. Y. Ofoli, ChemElectroChem, 2017, 4, 241-245. [111] S. Tao, F. Yang, J. Schuch, W. Jaegermann, B. Kaiser, ChemSusChem, 2018, 11, 948-958. [112] Z. Yuan, S.-M. Bak, P. Li, Y. Jia, L. Zheng, Y. Zhou, L. Bai, E. Hu, X.-Q. Yang, Z. Cai, Y. Sun, X. Sun, ACS Energy Lett., 2019, 4, 1412-1418. [113] Q. Liu, Z. Yan, E. Wang, S. Wang, G. Sun, Int. J. Hydrog. Energy, 2017, 42, 23045-23053. [114] M. Chhetri, S. Sultan, C. N. R. Rao, Proc. Natl. Acad. Sci. USA, 2017, 114, 8986-8990. [115] X. Chia, A. Y. Eng, A. Ambrosi, S. M. Tan, M. Pumera, Chem. Rev., 2015, 115, 11941-11966. [116] Z. Xu, W. Li, Y. Yan, H. Wang, H. Zhu, M. Zhao, S. Yan, Z. Zou, ACS Appl. Mater. Interfaces, 2018, 10, 22102-22109. [117] L. Zhang, I. S. Amiinu, X. Ren, Z. Liu, G. Du, A. M. Asiri, B. Zheng, X. Sun, Inorg. Chem., 2017, 56, 13651-13654. [118] Y. M. Chen, R. X. Wu, P. P. Jiang, G. Bian, L. G. Kong, Y. M. Dong, RSC Adv., 2015, 5, 60674-60680. [119] Q. Ma, C. Hu, K. Liu, S.-F. Hung, D. Ou, H. M. Chen, G. Fu, N. Zheng, Nano Energy, 2017, 41, 148-153. [120] X. Zhang, S. Zhu, L. Xia, C. Si, F. Qu, F. Qu, Chem. Commun., 2018, 54, 1201-1204. [121] M. Gao, L. Chen, Z. Zhang, X. Sun, S. Zhang, J. Mater. Chem. A, 2018, 6, 833-836. [122] S. Baranton, C. Coutanceau, Appl. Catal. B, 2013, 136, 1-8. [123] J. Bai, Q. Sun, Z. Wang, C. Zhao, J. Electrochem. Soc., 2017, 164, H587-H592. [124] W. Y. Lim, Y. F. Lim, G. W. Ho, J. Mater. Chem. A, 2017, 5, 919-924. [125] C. A. Melendres, M. Pankuch, J. Electroanal. Chem., 1992, 333, 103-113. [126] R. Sandoval, R. Schrebler, H. Gomez, J. Electroanal. Chem., 1986, 210, 287-294. [127] D. S. Hall, C. Bock, B. R. MacDougall, J. Electrochem. Soc., 2013, 160, F235-F243. [128] D. Floner, C. Lamy, J. M. Leger, Surf. Sci., 1990, 234, 87-97. [129] L. Zhang, P. F. Liu, Y. H. Li, C. W. Wang, M. Y. Zu, H. Q. Fu, X. H. Yang, H. G. Yang, ACS Catal., 2018, 8, 5200-5205. [130] J. Hu, C. Zhang, L. Jiang, H. Lin, Y. An, D. Zhou, M. K. H. Leung, S. Yang, Joule, 2017, 1, 383-393. [131] Y. Yang, W. Zhang, Y. Xiao, Z. Shi, X. Cao, Y. Tang, Q. Gao, Appl. Catal. B, 2019, 242, 132-139. [132] J. Bai, Q. Sun, M. Zhou, L. Wang, Y. Shen, Y. Ma, Z. Wang, C. Zhao, J. Electrochem. Soc., 2018, 165, H866-H871. [133] J. Lee, G. H. Lim, B. Lim, Chem. Phys. Lett., 2016, 644, 51-55. [134] A. A. Ensafi, A. Nabiyan, M. Jafari-Asl, M. Dinari, H. Farrokhpour, B. Rezaei, Energy, 2016, 116, 1087-1096. [135] J. X. Feng, L. X. Ding, S. H. Ye, X. J. He, H. Xu, Y. X. Tong, G. R. Li, Adv. Mater., 2015, 27, 7051-7057. [136] X. Tong, D. Wu, C. Zhang, K. Lian, D. Xiong, S. Xu, Y. Zhu, R. Qi, R. Huang, L. Wang, P. K. Chu, J. Mater. Chem. A, 2017, 5, 2629-2639. [137] Y. Liu, B. Dong, Y. Liu, C. Liu, AIP Conf. Proc., 2017, 1794, 020039/1-020039/4. [138] B. M. Hunter, H. B. Gray, A. M. Muller, Chem. Rev., 2016, 116, 14120-14136. [139] C. Tang, H. F. Wang, Q. Zhang, Acc. Chem. Res., 2018, 51, 881-889. [140] Y. P. Zhu, C. X. Guo, Y. Zheng, S. Z. Qiao, Acc. Chem. Res., 2017, 50, 915-923. [141] S. K. Mazloomi, N. Sulaiman, Renew. Sustain. Energy Rev., 2012, 16, 4257-4263. [142] N. K. Chaudhari, H. Jin, B. Kim, K. Lee, Nanoscale, 2017, 9, 12231-12247. [143] Z. Wu, Z. Wang, F. Geng, ACS Appl. Mater. Interfaces, 2018, 10, 8585-8593. [144] Y. Rao, Y. Wang, H. Ning, P. Li, M. Wu, ACS Appl. Mater. Interfaces, 2016, 8, 33601-33607. [145] X. Du, J. Huang, J. Zhang, Y. Yan, C. Wu, Y. Hu, C. Yan, T. Lei, W. Chen, C. Fan, J. Xiong, Angew. Chem. Int. Ed., 2019, 58, 4484-4502. [146] J. Suntivich, H. A. Gasteiger, N. Yabuuchi, H. Nakanishi, J. B. Goodenough, Y. Shao-Horn, Nat. Chem., 2011, 3, 546-550. [147] J. Suntivich, K. J. May, H. A. Gasteiger, J. B. Goodenough, Y. Shao-Horn, Science, 2011, 334, 1383-1385. [148] C. S. Lim, C. K. Chua, Z. Sofer, K. Klímová, C. Boothroyd, M. Pumera, J. Mater. Chem. A, 2015, 3, 11920-11929. [149] X. H. Sun, Q. Shao, Y. C. Pi, J. Guo, X. Q. Huang, J. Mater. Chem. A, 2017, 5, 7769-7775. [150] J. Liu, J. S. Wang, B. Zhang, Y. J. Ruan, L. Lv, X. Ji, K. Xu, L. Miao, J. J. Jiang, ACS Appl. Mater. Interfaces, 2017, 9, 15364-15372. [151] Z. Q. Wang, S. Zeng, W. H. Liu, X. W. Wang, Q. W. Li, Z.G. Zhao, F. X. Geng, ACS Appl. Mater. Interfaces, 2017, 9, 1488-1495. [152] H. Zhang, X. Li, A. Hähnel, V. Naumann, C. Lin, S. Azimi, S. L. Schweizer, A. W. Maijenburg, R. B. Wehrspohn, Adv. Funct. Mater., 2018, 28, 1706847. [153] K. N. Dinh, P. L. Zheng, Z. F. Dai, Y. Zhang, R. Dangol, Y. Zheng, B. Li, Y. Zong, Q. Y. Yan, Small, 2018, 14, 1703257. [154] Q. Liu, H. Wang, X. Wang, R. Tong, X. Zhou, X. Peng, H. Wang, H. Tao, Z. Zhang, Int. J. Hydrogen Energy, 2017, 42, 5560-5568. [155] A. L. Wang, H. Xu, G. R. Li, ACS Energy Lett., 2016, 1, 445-453. [156] M. Abu Sayeed, A. P. O'Mullane, J. Mater. Chem. A, 2017, 5, 23776-23784. [157] Y. Cho, J. Lee, T. T. H. Nguyen, J. W. Bae, T. Yu, B. Lim, J. Ind. Eng. Chem., 2016, 37, 175-179. [158] P. Babar, A. Lokhande, H. H. Shin, B. Pawar, M. G. Gang, S. Pawar, J. H. Kim, Small, 2018, 14, 1702568. [159] Q. Zhao, J. Yang, M. Liu, R. Wang, G. Zhang, H. Wang, H. Tang, C. Liu, Z. Mei, H. Chen, F. Pan, ACS Catal., 2018, 8, 5621-5629. [160] A. Grimaud, K. J. May, C. E. Carlton, Y. L. Lee, M. Risch, W. T. Hong, J. Zhou, Y. Shao-Horn, Nat. Commun., 2013, 4, 2439. [161] S. L. Zhao, Y. Wang, J. C. Dong, C. T. He, H. J. Yin, P. F. An, K. Zhao, X. F. Zhang, C. Gao, L. J. Zhang, J. W. Lv, J. X. Wang, J. Q. Zhang, A. M. Khattak, N. A. Khan, Z. X. Wei, J. Zhang, S. Q. Liu, H. J. Zhao, Z. Y. Tang, Nat. Energy, 2016, 1, 16184. [162] T. Tang, W. J. Jiang, S. Niu, N. Liu, H. Luo, Y. Y. Chen, S. F. Jin, F. Gao, L. J. Wan, J. S. Hu, J. Am. Chem. Soc., 2017, 139, 8320-8328. [163] T. Yoon, K. S. Kim, Adv. Funct. Mater., 2016, 26, 7386-7393. [164] P. F. Liu, S. Yang, B. Zhang, H. G. Yang, ACS Appl. Mater. Interfaces, 2016, 8, 34474-34481. [165] C. Hu, L. Zhang, Z. J. Zhao, A. Li, X. Chang, J. Gong, Adv. Mater., 2018, 30, e1705538. [166] Y. Jia, L. Z. Zhang, G. P. Gao, H. Chen, B. Wang, J. Z. Zhou, M. T. Soo, M. Hong, X. C. Yan, G. R. Qian, J. Zou, A. J. Du, X. D. Yao, Adv. Mater., 2017, 29, 1700017. [167] L. Yu, H. Zhou, J. Sun, F. Qin, F. Yu, J. Bao, Y. Yu, S. Chen, Z. Ren, Energy Environ. Sci., 2017, 10, 1820-1827. [168] S. Niu, W. J. Jiang, T. Tang, Y. Zhang, J. H. Li, J. S. Hu, Adv. Sci., 2017, 4, 1700084. [169] L. Tao, Y. Li, M. Li, G. Gao, X. Xiao, M. Wang, X. Jiang, X. Lv, Q. Li, S. Zhang, Z. Zhao, C. Zhao, Y. Shen, J. Phys. Chem. C, 2017, 121, 25888-25897. [170] W. J. Liu, J. Bao, M. L. Guan, Y. Zhao, J. B. Lian, J. X. Qiu, L. Xu, Y. P. Huang, J. Qian, H. M. Li, Dalton Trans., 2017, 46, 8372-8376. [171] U. K. Sultana, J. D. Riches, A. P. O'Mullane, Adv. Funct. Mater., 2018, 28, 1804361. [172] M. Y. Gao, C. B. Sun, H. Lei, J. R. Zeng, Q. B. Zhang, Nanoscale, 2018, 10, 17546-17551. [173] Q. Yang, Q. Xu, H. L. Jiang, Chem. Soc. Rev., 2017, 46, 4774-4808. [174] E. Havakeshian, H. Salavati, M. Taei, F. Hasheminasab, M. Seddighi, Chem. Phys. Lett., 2018, 693, 46-54. [175] Z. C. Xing, L. F. Gan, J. Wang, X. R. Yang, J. Mater. Chem. A, 2017, 5, 7744-7748. [176] M. Taei, E. Havakeshian, F. Hasheminasab, J. Electroanal. Chem., 2018, 808, 75-81. [177] S. Dutta, A. Indra, Y. Feng, T. Song, U. Paik, ACS Appl. Mater. Interfaces, 2017, 9, 33766-33774. [178] Q. Q. Chen, C. C. Hou, C. J. Wang, X. Yang, R. Shi, Y. Chen, Chem. Commun., 2018, 54, 6400-6403. [179] Z. Qiu, C. W. Tai, G. A. Niklasson, T. Edvinsson, Energy Environ. Sci., 2019, 12, 572-581. [180] Q. Che, Q. Li, Y. Tan, X. Chen, X. Xu, Y. Chen, Appl. Catal. B, 2019, 246, 337-348. [181] S. Debata, S. Banerjee, P. K. Sharma, Electrochim. Acta, 2019, 303, 257-267. [182] S. Hao, L. Chen, C. Yu, B. Yang, Z. Li, Y. Hou, L. Lei, X. Zhang, ACS Energy Lett., 2019, 4, 952-959. [183] D. Li, B. Zhang, Y. Li, R. Chen, S. Hu, H. Ni, Electrochem. Commun., 2019, 101, 23-27. [184] M. Li, L. Tao, X. Xiao, X. Jiang, M. Wang, Y. Shen, ACS Sustain. Chem. Eng., 2019, 7, 4784-4791. [185] Z. Lu, W. Zhu, X. Yu, H. Zhang, Y. Li, X. Sun, X. Wang, H. Wang, J. Wang, J. Luo, X. Lei, L. Jiang, Adv. Mater., 2014, 26, 2683-2687. [186] Z. Lu, Y. Li, X. Lei, J. Liu, X. Sun, Mater. Horiz., 2015, 2, 294-298. [187] T. Tang, W. J. Jiang, S. Niu, N. Liu, H. Luo, Q. Zhang, W. Wen, Y. Y. Chen, L. B. Huang, F. Gao, J. S. Hu, Adv. Funct. Mater., 2018, 28, 1704594. [188] L. Trotochaud, S. L. Young, J. K. Ranney, S. W. Boettcher, J. Am. Chem. Soc., 2014, 136, 6744-6753. [189] X. L. Zhu, C. Tang, H. F. Wang, B. Q. Li, Q. Zhang, C. Y. Li, C. H. Yang, F. Wei, J. Mater. Chem. A, 2016, 4, 7245-7250. [190] S. Anantharaj, K. Karthick, M. Venkatesh, T. V. S. V. Simha, A. S. Salunke, L. Ma, H. Liang, S. Kundu, Nano Energy, 2017, 39, 30-43. [191] B. Malik, S. Anantharaj, K. Karthick, D. K. Pattanayak, S. Kundu, Catal. Sci. Technol., 2017, 7, 2486-2497. [192] F. S. Zhang, J. W. Wang, J. Luo, R. R. Liu, Z. M. Zhang, C. T. He, T. B. Lu, Chem. Sci., 2018, 9, 1375-1384. [193] Q. Chen, R. Wang, M. H. Yu, Y. X. Zeng, F. Q. Lu, X. J. Kuang, X. H. Lu, Electrochim. Acta, 2017, 247, 666-673. [194] R. Zhang, H. Wei, W. Si, G. Ou, C. Zhao, M. Song, C. Zhang, H. Wu, Materials, 2017, 10, 15/1-15/8. [195] B. Sidhureddy, A. R. Thiruppathi, A. C. Chen, J. Electroanal. Chem., 2017, 794, 28-35. [196] Y. Zhang, Q. Shao, Y. C. Pi, J. Guo, X. Q. Huang, Small, 2017, 13, 1700355. [197] P. Babar, A. Lokhande, V. Karade, B. Pawar, M. G. Gang, S. Pawar, J. H. Kim, ACS Sustain. Chem. Eng., 2019, 7, 10035-10043. |
[1] | 唐小龙, 李锋, 李方, 江燕斌, 余长林. 单原子催化剂在光催化和电催化合成过氧化氢中的研究进展[J]. 催化学报, 2023, 52(9): 79-98. |
[2] | 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. |
[3] | 胡金念, 田玲婵, 王海燕, 孟洋, 梁锦霞, 朱纯, 李隽. MXene负载3d金属单原子高效氮还原电催化剂的理论筛选[J]. 催化学报, 2023, 52(9): 252-262. |
[4] | 洪岩, 王琦, 阚子旺, 张禹烁, 郭晶, 李思琦, 刘松, 李斌. 电化学氮还原氨反应催化剂的最新研究进展[J]. 催化学报, 2023, 52(9): 50-78. |
[5] | 刘勇, 赵晓丽, 隆昶, 王晓艳, 邓邦为, 李康璐, 孙艳娟, 董帆. 原位构筑动态Cu/Ce(OH)x界面用于高活性、高选择性和高稳定性硝酸盐还原合成氨[J]. 催化学报, 2023, 52(9): 196-206. |
[6] | 高晖, 张恭, 程东方, 王永涛, 赵静, 李晓芝, 杜晓伟, 赵志坚, 王拓, 张鹏, 巩金龙. 构建Cu台阶位促进电催化CO2还原制醇类化学品的研究[J]. 催化学报, 2023, 52(9): 187-195. |
[7] | 邹心仪, 顾均. 酸性条件下二氧化碳高效电还原策略[J]. 催化学报, 2023, 52(9): 14-31. |
[8] | 乔蔚, 于立策, 常进法, 杨甫林, 冯立纲. MoSe2纳米片耦合Pt纳米颗粒用于高效双功能催化甲醇辅助水电解制氢[J]. 催化学报, 2023, 51(8): 113-123. |
[9] | 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. |
[10] | 王元男, 王立娜, 张可新, 徐靖尧, 武倩楠, 谢周兵, 安伟, 梁宵, 邹晓新. 钙钛矿氧化物在水裂解反应中的电催化研究[J]. 催化学报, 2023, 50(7): 109-125. |
[11] | 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. |
[12] | 李轩, 蒋兴星, 孔艳, 孙建桔, 胡琪, 柴晓燕, 杨恒攀, 何传新. GaN/In2O3的界面工程用于高效电催化CO2还原制备甲酸[J]. 催化学报, 2023, 50(7): 314-323. |
[13] | Sang Eon Jun, Sungkyun Choi, Jaehyun Kim, Ki Chang Kwon, Sun Hwa Park, Ho Won Jang. 用于电化学能量转换反应的非贵金属单原子催化剂[J]. 催化学报, 2023, 50(7): 195-214. |
[14] | 牛青, 米林华, 陈玮, 李秋军, 钟升红, 于岩, 李留义. 基于共价有机框架的单位点光(电)催化材料的研究进展[J]. 催化学报, 2023, 50(7): 45-82. |
[15] | 欧阳玲, 梁杰, 罗永嵩, 郑冬冬, 孙圣钧, 刘倩, Mohamed S. Hamdy, 孙旭平, 应斌武. 电催化合成氨的研究进展[J]. 催化学报, 2023, 50(7): 6-44. |
阅读次数 | ||||||
全文 |
|
|||||
摘要 |
|
|||||