唐甜蜜, 王振旅, 管景奇
收稿日期:
2022-08-24
修回日期:
2022-09-05
录用日期:
2022-09-08
发布日期:
2022-09-14
通讯作者:
管景奇
E-mail:guanjq@jlu.edu.cn
基金资助:
Tianmi Tang, Zhenlu Wang, Jingqi Guan
Received:
2022-08-24
Revised:
2022-09-05
Accepted:
2022-09-08
Published:
2022-09-14
Contact:
Jingqi Guan
E-mail:guanjq@jlu.edu.cn
Supported by:
摘要: 全球的动力来源主要依靠化石能源,然而无节制地开采引起了一系列的能源危机和环境问题,例如,能源枯竭、气温逐年升高、气候恶化和海洋酸化等,这已经威胁了人类的可持续发展,因此寻找可再生能源和减缓二氧化碳的排放成为目前的关键问题,反应条件相对温和的电催化二氧化碳还原反应(CO2RR)可将CO2转化为具有工业价值的产品,例如C1、C2和C2+,这是解决“碳中和”的一种有效措施。电催化CO2RR是一个复杂的多个电子/质子转移过程,反应机理相对复杂,涉及很多反应中间体,影响产物的选择性,CO2RR的大规模应用需要开发低成本和高效的电催化剂。具有大比表面积、100%的原子利用率、不饱和配位、相对均匀的活性位点的原子分散的金属和氮共掺杂碳(M-N-C)材料是一种很有前途的催化剂。M-N-C材料具有可调变性,通过调节中心金属离子或中心金属离子的配位环境,中心金属离子的电子性质和原子结构将会发生变化,这为设计具有高效催化CO2性能的催化剂提供了新的途径。因此,探讨在原子水平上调控M-N-C材料的电子结构对其在催化CO2RR活性和选择性的影响上具有重要意义。此外,CO2的大多数产物的半反应的还原电位在析氢反应的±0.2 V范围内,而且大多数与CO2结合的催化剂都富含电子,对析氢反应有活性。因此在设计催化剂时还需要考虑抑制竞争性析氢反应的进行。本文我们总结了M-N-C材料合成方法、CO2还原成C1、C2和C2+的反应路径以及影响CO2RR的主要因素。主要系统地总结了三种调控M-N-C材料电子结构和几何构型的策略,即修饰M-N-C材料的碳基面、选择合适的中心金属离子和调节中心金属离子的配位环境,并详细的讨论了在不同活性位点上对催化CO2RR中各种产物选择性的影响。最后,我们提出了目前M-N-C材料在电催化CO2RR中的应用所面临的挑战和未来的发展方向。
MSC2000:
唐甜蜜, 王振旅, 管景奇. 调控单位点M-N-C电催化剂的电子结构提升二氧化碳还原性能[J]. 物理化学学报, 2208033.
Tianmi Tang, Zhenlu Wang, Jingqi Guan. Electronic Structure Regulation of Single-Site M-N-C Electrocatalysts for Carbon Dioxide Reduction[J]. Acta Phys. -Chim. Sin., 2208033.
(1) Qiao, J.; Liu, Y.; Hong, F.; Zhang, J. Chem. Soc. Rev. 2014, 43, 631. doi: 10.1039/C3CS60323G (2) Spinner, N. S.; Vega, J. A.; Mustain, W. E. Catal. Sci. Technol. 2012, 2, 19. doi: 10.1039/C1CY00314C (3) Ye, C.; Yu, X.; Li, W.; He, L.; Hao, G.; Lu, A. Acta Phys. -Chim. Sin. 2022, 38, 2004054. [叶成玉, 郁晓菲, 李文翠, 贺雷, 郝广平, 陆安慧. 物理化学学报, 2022, 38, 2004054.] doi: 10.3866/PKU.WHXB202004054 (4) Huang, X.; Ma, Y.; Zhi, L. Acta Phys. -Chim. Sin. 2022, 38, 2011050. [黄小雄, 马英杰, 智林杰. 物理化学学报, 2022, 38, 2011050.] doi: 10.3866/PKU.WHXB202011050 (5) Xiao, L.; Wang, Z.; Guan, J. Coord. Chem. Rev. 2022, 472, 214777. doi: 10.1016/j.ccr.2022.214777 (6) Shakun, J. D.; Clark, P. U.; He, F.; Marcott, S. A.; Mix, A. C.; Liu, Z.; Otto-Bliesner, B.; Schmittner, A.; Bard, E. Nature 2012, 484, 49. doi: 10.1038/nature10915 (7) Hepburn, C.; Adlen, E.; Beddington, J.; Carter, E. A.; Fuss, S.; Mac Dowell, N.; Minx, J. C.; Smith, P.; Williams, C. K. Nature 2019, 575, 87. doi: 10.1038/s41586-019-1681-6 (8) Vasileff, A.; Xu, C.; Jiao, Y.; Zheng, Y.; Qiao, S.-Z. Chem 2018, 4, 1809. doi: 10.1016/j.chempr.2018.05.001 (9) Jiao, Y.; Zheng, Y.; Chen, P.; Jaroniec, M.; Qiao, S.-Z. J. Am. Chem. Soc. 2017, 139, 18093. doi: 10.1021/jacs.7b10817 (10) Liu, J.; Guo, C.; Vasileff, A.; Qiao, S. Curr. Opin. Green Sustain. Chem. 2017, 1, 1600006. doi: 10.1002/smtd.201600006 (11) Zhu, D. D.; Liu, J. L.; Qiao, S. Z. Adv. Mater. 2016, 28, 3423. doi: 10.1002/adma.201504766 (12) Li, C. W.; Ciston, J.; Kanan, M. W. Nature 2014, 508, 504. doi: 10.1038/nature13249 (13) Kim, D.; Resasco, J.; Yu, Y.; Asiri, A. M.; Yang, P. Nat. Commun. 2014, 5, 4948. doi: 10.1038/ncomms5948 (14) Li, K.; Peng, B.; Peng, T. ACS Catal. 2016, 6, 7485. doi: 10.1021/acscatal.6b02089 (15) Guan, J.; Berlinger, S. A.; Li, X.; Chao, Z.; Sousae Silva, V.; Banta, S.; West, A. C. J. Biotechnol. 2017, 245, 21. doi: 10.1016/j.jbiotec.2017.02.004 (16) Sandrini, G.; Matthijs, H. C. P.; Verspagen, J. M. H.; Muyzer, G.; Huisman, J. ISME J. 2014, 8, 589. doi: 10.1038/ismej.2013.179 (17) Atsonios, K.; Panopoulos, K. D.; Kakaras, E. Int. J. Hydrog. Energy 2016, 41, 792. doi: 10.1016/j.ijhydene.2015.12.001 (18) Lin, L.; Wang, K.; Yang, K.; Chen, X.; Fu, X.; Dai, W. Appl. Catal., B 2017, 204, 440. doi: 10.1016/j.apcatb.2016.11.054 (19) Wu, J.; Liu, M.; Sharma, P. P.; Yadav, R. M.; Ma, L.; Yang, Y.; Zou, X.; Zhou, X.-D.; Vajtai, R.; Yakobson, B. I.; et al. Nano Lett. 2016, 16, 466. doi: 10.1021/acs.nanolett.5b04123 (20) Liu, M.; Pang, Y.; Zhang, B.; De Luna, P.; Voznyy, O.; Xu, J.; Zheng, X.; Dinh, C. T.; Fan, F.; Cao, C.; et al. Nature 2016, 537, 382. doi: 10.1038/nature19060 (21) Back, S.; Lim, J.; Kim, N.-Y.; Kim, Y.-H.; Jung, Y. Chem. Sci. 2017, 8, 1090. doi: 10.1039/c6sc03911a (22) Xiang, Q.; Cheng, B.; Yu, J. Appl. Surf. Sci. 2015, 54, 11350. doi: 10.1002/anie.201411096 (23) Long, R.; Li, Y.; Liu, Y.; Chen, S.; Zheng, X.; Gao, C.; He, C.; Chen, N.; Qi, Z.; Song, L.; et al. J. Am. Chem. Soc. 2017, 139, 4486. doi: 10.1021/jacs.7b00452 (24) Xie, H.; Wang, J.; Ithisuphalap, K.; Wu, G.; Li, Q. J. Energy Chem. 2017, 26, 1039. doi: 10.1016/j.jechem.2017.10.025 (25) Zhao, Z.; Lu, G. J. Phys. Chem. C 2019, 123, 4380. doi: 10.1021/acs.jpcc.8b12449 (26) Wang, Y.; Chen, Z.; Han, P.; Du, Y.; Gu, Z.; Xu, X.; Zheng, G. ACS Catal. 2018, 8, 7113. doi: 10.1021/acscatal.8b01014 (27) Guan, A.; Chen, Z.; Quan, Y.; Peng, C.; Wang, Z.; Sham, T.-K.; Yang, C.; Ji, Y.; Qian, L.; Xu, X.; et al. ACS Energy Lett. 2020, 5, 1044. doi: 10.1021/acsenergylett.0c00018 (28) Yang, X.-F.; Wang, A.; Qiao, B.; Li, J.; Liu, J.; Zhang, T. Acc. Chem. Res. 2013, 46, 1740. doi: 10.1021/ar300361m (29) Zhu, C.; Fu, S.; Shi, Q.; Du, D.; Lin, Y. Angew. Chem. Int. Ed. 2017, 56, 13944. doi: 10.1002/anie.201703864 (30) Li, X.; Bi, W.; Chen, M.; Sun, Y.; Ju, H.; Yan, W.; Zhu, J.; Wu, X.; Chu, W.; Wu, C.; et al. J. Am. Chem. Soc. 2017, 139, 14889. doi: 10.1021/jacs.7b09074 (31) Cheng, Y.; Wang, K.; Qi, Y.; Liu, Z. Acta Phys. -Chim. Sin. 2022, 38, 2006046. [程熠, 王坤, 亓月, 刘忠范. 物理化学学报, 2022, 38, 2006046.] doi: 10.3866/PKU.WHXB202006046 (32) Tang, T.; Wang, Z.; Guan, J. Adv. Funct. Mater. 2022, 32, 2111504. doi: 10.1002/adfm.202111504 (33) Zhang, Q.; Guan, J. Adv. Funct. Mater. 2020, 30, 2000768. doi: 10.1002/adfm.202000768 (34) Bai, X.; Wang, L.; Nan, B.; Tang, T.; Niu, X.; Guan, J. Nano Res. 2022, 15, 6019. doi: 10.1007/s12274-022-4293-7 (35) Wang, T.; Xu, L.; Chen, Z.; Guo, L.; Zhang, Y.; Li, R.; Peng, T. Appl. Catal., B 2021, 291, 120128. doi: 10.1016/j.apcatb.2021.120128 (36) Zhu, M.; Ye, R.; Jin, K.; Lazouski, N.; Manthiram, K. ACS Energy Lett. 2018, 3, 1381. doi: 10.1021/acsenergylett.8b00519 (37) Zhang, C.; Yang, S.; Wu, J.; Liu, M.; Yazdi, S.; Ren, M.; Sha, J.; Zhong, J.; Nie, K.; Jalilov, A. S.; et al. Adv. Energy Mater. 2018, 8, 1703487. doi: 10.1002/aenm.201703487 (38) Ye, Y.; Cai, F.; Li, H.; Wu, H.; Wang, G.; Li, Y.; Miao, S.; Xie, S.; Si, R.; Wang, J.; et al. Nano Energy 2017, 38, 281. doi: 10.1016/j.nanoen.2017.05.042 (39) Shi, P.-C.; Yi, J.-D.; Liu, T.-T.; Li, L.; Zhang, L.-J.; Sun, C.-F.; Wang, Y.-B.; Huang, Y.-B.; Cao, R. J. Mater. Chem. A 2017, 5, 12322. doi: 10.1039/C7TA02999C (40) Hou, Y.; Liang, Y.-L.; Shi, P.-C.; Huang, Y.-B.; Cao, R. Appl. Catal., B 2020, 271, 118929. doi: 10.1016/j.apcatb.2020.118929 (41) Song, X.; Chen, S.; Guo, L.; Sun, Y.; Li, X.; Cao, X.; Wang, Z.; Sun, J.; Lin, C.; Wang, Y. Adv. Energy Mater. 2018, 8, 1801101. doi: 10.1002/aenm.201801101 (42) Ye, L.; Chai, G.; Wen, Z. Adv. Funct. Mater. 2017, 27, 1606190. doi: 10.1002/adfm.201606190 (43) Guan, J. J. Power Sources 2021, 506, 230143. doi: 10.1016/j.jpowsour.2021.230143 (44) Wang, X.; Chen, Z.; Zhao, X.; Yao, T.; Chen, W.; You, R.; Zhao, C.; Wu, G.; Wang, J.; Huang, W.; et al. Angew. Chem. Int. Ed. 2018, 57, 1944. doi: 10.1002/anie.201712451 (45) Wang, Y.; Mao, J.; Meng, X.; Yu, L.; Deng, D.; Bao, X. Chem. Rev. 2019, 119, 1806. doi: 10.1021/acs.chemrev.8b00501 (46) Han, J.; Zhang, M.; Bai, X.; Duan, Z.; Tang, T.; Guan, J. Inorg. Chem. Front. 2022, 9, 3559. doi: 10.1039/D2QI00722C (47) Bai, X.; Duan, Z.; Nan, B.; Wang, L.; Tang, T.; Guan, J. Chin. J. Catal. 2022, 43, 2240. doi: 10.1016/S1872-2067(21)64033-0 (48) Tang, T.; Wang, Z.; Guan, J. Chin. J. Catal. 2022, 43, 636. doi: 10.1016/S1872-2067(21)63945-1 (49) Ao, X.; Zhang, W.; Li, Z.; Li, J.-G.; Soule, L.; Huang, X.; Chiang, W.-H.; Chen, H. M.; Wang, C.; Liu, M.; et al. ACS Nano 2019, 13, 11853. doi: 10.1021/acsnano.9b05913 (50) Chen, X.; Ma, D.-D.; Chen, B.; Zhang, K.; Zou, R.; Wu, X.-T.; Zhu, Q.-L. Appl. Catal., B 2020, 267, 118720. doi: 10.1016/j.apcatb.2020.118720 (51) Li, X.; Yang, X.; Zhang, J.; Huang, Y.; Liu, B. ACS Catal. 2019, 9, 2521. doi: 10.1021/acscatal.8b04937 (52) Deng, D.; Chen, X.; Yu, L.; Wu, X.; Liu, Q.; Liu, Y.; Yang, H.; Tian, H.; Hu, Y.; Du, P.; et al. Sci. Adv. 2015, 1, e1500462. doi: 10.1126/sciadv.1500462 (53) Wang, Y.; Cao, L.; Libretto, N. J.; Li, X.; Li, C.; Wan, Y.; He, C.; Lee, J.; Gregg, J.; Zong, H.; et al. J. Am. Chem. Soc. 2019, 141, 16635. doi: 10.1021/jacs.9b05766 (54) González-Cervantes, E.; Crisóstomo, A. A.; Gutiérrez-Alejandre, A.; Varela, A. S. 2019, 11, 4854. doi: 10.1002/cctc.201901196 (55) Huan, T. N.; Ranjbar, N.; Rousse, G.; Sougrati, M.; Zitolo, A.; Mougel, V.; Jaouen, F.; Fontecave, M. ACS Catal. 2017, 7, 1520. doi: 10.1021/acscatal.6b03353 (56) Leonard, N.; Ju, W.; Sinev, I.; Steinberg, J.; Luo, F.; Varela, A. S.; Roldan Cuenya, B.; Strasser, P. Chem. Sci. 2018, 9, 5064. doi: 10.1039/C8SC00491A (57) Varela, A. S.; Kroschel, M.; Reier, T.; Strasser, P. Catal. Today 2016, 260, 8. doi: 10.1016/j.cattod.2015.06.009 (58) Liu, Z.; Yan, T.; Shi, H.; Pan, H.; Cheng, Y.; Kang, P. ACS Appl. Mater. Interfaces 2022, 14, 7900. doi: 10.1021/acsami.1c21242 (59) Varela, A. S.; Kroschel, M.; Leonard, N. D.; Ju, W.; Steinberg, J.; Bagger, A.; Rossmeisl, J.; Strasser, P. ACS Energy Lett. 2018, 3, 812. doi: 10.1021/acsenergylett.8b00273 (60) Yu, Z.-L.; Wu, S.-Q.; Chen, L.-W.; Hao, Y.-C.; Su, X.; Zhu, Z.; Gao, W.-Y.; Wang, B.; Yin, A.-X. ACS Appl. Mater. Interfaces 2022, 14, 10648. doi: 10.1021/acsami.1c16689 (61) König, M.; Vaes, J.; Klemm, E.; Pant, D. iScience 2019, 19, 135. doi: 10.1016/j.isci.2019.07.014 (62) Shen, J.; Kortlever, R.; Kas, R.; Birdja, Y. Y.; Diaz-Morales, O.; Kwon, Y.; Ledezma-Yanez, I.; Schouten, K. J. P.; Mul, G.; Koper, M. T. M. Nat. Commun. 2015, 6, 8177. doi: 10.1038/ncomms9177 (63) Wang, H.; Maiyalagan, T.; Wang, X. ACS Catal. 2012, 2, 781. doi: 10.1021/cs200652y (64) Chai, G.-L.; Guo, Z.-X. Chem. Sci. 2016, 7, 1268. doi: 10.1039/C5SC03695J (65) Liu, Y.; Zhao, J.; Cai, Q. Phys. Chem. Chem. Phys. 2016, 18, 5491. doi: 10.1039/C5CP07458D (66) Yoo, J. S.; Christensen, R.; Vegge, T.; Nørskov, J. K.; Studt, F. ChemSusChem 2016, 9, 358. doi: 10.1002/cssc.201501197 (67) Hansen, H. A.; Varley, J. B.; Peterson, A. A.; Nørskov, J. K. J. Phys. Chem. Lett. 2013, 4, 388. doi: 10.1021/jz3021155 (68) Feaster, J. T.; Shi, C.; Cave, E. R.; Hatsukade, T.; Abram, D. N.; Kuhl, K. P.; Hahn, C.; Nørskov, J. K.; Jaramillo, T. F. ACS Catal. 2017, 7, 4822. doi: 10.1021/acscatal.7b00687 (69) Nie, X.; Esopi, M. R.; Janik, M. J.; Asthagiri, A. Angew. Chem. Int. Ed. 2013, 52, 2459. doi: 10.1002/anie.201208320 (70) Zheng, Y.; Vasileff, A.; Zhou, X.; Jiao, Y.; Jaroniec, M.; Qiao, S.-Z. J. Am. Chem. Soc. 2019, 141, 7646. doi: 10.1021/jacs.9b02124 (71) Zhu, M.; Chen, J.; Guo, R.; Xu, J.; Fang, X.; Han, Y.-F. Appl. Catal. B 2019, 251, 112. doi: 10.1016/j.apcatb.2019.03.047 (72) Zhao, Y.; Liang, J.; Wang, C.; Ma, J.; Wallace, G. G. Adv. Energy Mater. 2018, 8, 1702524. doi: 10.1002/aenm.201702524 (73) Huang, Y.; Handoko, A. D.; Hirunsit, P.; Yeo, B. S. ACS Catal. 2017, 7, 1749. doi: 10.1021/acscatal.6b03147 (74) Fan, L.; Xia, C.; Yang, F.; Wang, J.; Wang, H.; Lu, Y. Sci. Adv. 2020, 6, 1. doi: doi:10.1126/sciadv.aay3111 (75) Yang, K. D.; Lee, C. W.; Jin, K.; Im, S. W.; Nam, K. T. J. Phys. Chem. Lett. 2017, 8, 538. doi: 10.1021/acs.jpclett.6b02748 (76) Schouten, K. J. P.; Qin, Z.; Pérez Gallent, E.; Koper, M. T. M. J. Am. Chem. Soc. 2012, 134, 9864. doi: 10.1021/ja302668n (77) Montoya, J. H.; Shi, C.; Chan, K.; Nørskov, J. K. J. Phys. Chem. Lett. 2015, 6, 2032. doi: 10.1021/acs.jpclett.5b00722 (78) Nam, D.-H.; De Luna, P.; Rosas-Hernández, A.; Thevenon, A.; Li, F.; Agapie, T.; Peters, J. C.; Shekhah, O.; Eddaoudi, M.; Sargent, E. H. Nat. Mater. 2020, 19, 266. doi: 10.1038/s41563-020-0610-2 (79) Karapinar, D.; Huan, N. T.; Ranjbar Sahraie, N.; Li, J.; Wakerley, D.; Touati, N.; Zanna, S.; Taverna, D.; Galvão Tizei, L. H.; Zitolo, A.; et al. Angew. Chem. Int. Ed. 2019, 58, 15098. doi: 10.1002/anie.201907994 (80) Zhao, K.; Nie, X.; Wang, H.; Chen, S.; Quan, X.; Yu, H.; Choi, W.; Zhang, G.; Kim, B.; Chen, J. G. Nat. Commun. 2020, 11, 2455. doi: 10.1038/s41467-020-16381-8 (81) Pan, F.; Li, B.; Xiang, X.; Wang, G.; Li, Y. ACS Catal. 2019, 9, 2124. doi: 10.1021/acscatal.9b00016 (82) Jia, C.; Tan, X.; Zhao, Y.; Ren, W.; Li, Y.; Su, Z.; Smith, S. C.; Zhao, C. Angew. Chem. Int. Ed. 2021, 60, 23342. doi: 10.1002/anie.202109373 (83) Boppella, R.; Austeria P, M.; Kim, Y.; Kim, E.; Song, I.; Eom, Y.; Kumar, D. P.; Balamurugan, M.; Sim, E.; Kim, D. H.; et al. Adv. Funct. Mater. 2022, 2202351. doi: 10.1002/adfm.202202351 (84) Ni, W.; Liu, Z.; Zhang, Y.; Ma, C.; Deng, H.; Zhang, S.; Wang, S. Adv. Mater. 2021, 33, 2003238. doi: 10.1002/adma.202003238 (85) Ito, Y.; Cong, W.; Fujita, T.; Tang, Z.; Chen, M. Angew. Chem. Int. Ed. 2015, 54, 2131. doi: 10.1002/anie.201410050 (86) Pan, F.; Li, B.; Sarnello, E.; Hwang, S.; Gang, Y.; Feng, X.; Xiang, X.; Adli, N. M.; Li, T.; Su, D.; et al. Nano Energy 2020, 68, 104384. doi: 10.1016/j.nanoen.2019.104384 (87) Han, S.-G.; Ma, D.-D.; Zhou, S.-H.; Zhang, K.; Wei, W.-B.; Du, Y.; Wu, X.-T.; Xu, Q.; Zou, R.; Zhu, Q.-L. Appl. Catal. B 2021, 283, 119591. doi: 10.1016/j.apcatb.2020.119591 (88) Chen, Z.; Zhang, X.; Jiao, M.; Mou, K.; Zhang, X.; Liu, L. Adv. Energy Mater. 2020, 10, 1903664. doi: 10.1002/aenm.201903664 (89) Chen, Z.; Zhang, X.; Liu, W.; Jiao, M.; Mou, K.; Zhang, X.; Liu, L. Energy Environ. Sci. 2021, 14, 2349. doi: 10.1039/D0EE04052E (90) Yang, X.; Cheng, J.; Fang, B.; Xuan, X.; Liu, N.; Yang, X.; Zhou, J. Nanoscale 2020, 12, 18437. doi: 10.1039/D0NR04391E (91) Wu, D.; Li, J.; Xu, S.; Xie, Q.; Pan, Y.; Liu, X.; Ma, R.; Zheng, H.; Gao, M.; Wang, W.; et al. J. Am. Chem. Soc. 2020, 142, 19602. doi: 10.1021/jacs.0c08360 (92) Sui, C.; Tan, R.; Chen, Y.; Yin, G.; Wang, Z.; Xu, W.; Li, X. Bioconjug. Chem. 2021, 32, 318. doi: 10.1021/acs.bioconjchem.0c00694 (93) Zhang, Q.; Jiang, H.; Niu, D.; Zhang, X.; Sun, S.; Hu, S. ChemistrySelect 2019, 4, 4398. doi: 10.1002/slct.201900690 (94) Lin, L.; Li, H.; Yan, C.; Li, H.; Si, R.; Li, M.; Xiao, J.; Wang, G.; Bao, X. Adv. Mater. 2019, 31, 1903470. doi: 10.1002/adma.201903470 (95) Pan, F.; Zhao, H.; Deng, W.; Feng, X.; Li, Y. Electrochim. Acta 2018, 273, 154. doi: 10.1016/j.electacta.2018.04.047 (96) Ao, C.; Zhao, W.; Ruan, S.; Qian, S.; Liu, Y.; Wang, L.; Zhang, L. Sustain. Energ. Fuels 2020, 4, 6156. doi: 10.1039/D0SE01127D (97) Varela, A. S.; Ranjbar Sahraie, N.; Steinberg, J.; Ju, W.; Oh, H.-S.; Strasser, P. Angew. Chem. Int. Ed. 2015, 54, 10758. doi: 10.1002/anie.201502099 (98) Abe, T.; Yoshida, T.; Tokita, S.; Taguchi, F.; Imaya, H.; Kaneko, M. J. Electroanal. Chem. 1996, 412, 125. doi: 10.1016/0022-0728(96)04631-1 (99) Lin, S.; Diercks, C. S.; Zhang, Y.; Kornienko, N.; Nichols, E. M.; Zhao, Y.; Paris, A. R.; Kim, D.; Yang, P.; Yaghi, O. M.; et al. Science 2015, 349, 6253. doi:10.1126/science.aac83 (100) Zhu, H.-L.; Zheng, Y.-Q.; Shui, M. ACS Appl. Energy Mater. 2020, 3, 3893. doi: 10.1021/acsaem.0c00306 (101) Gonglach, S.; Paul, S.; Haas, M.; Pillwein, F.; Sreejith, S. S.; Barman, S.; De, R.; Müllegger, S.; Gerschel, P.; Apfel, U.-P.; et al. Nat. Commun. 2019, 10, 3864. doi: 10.1038/s41467-019-11868-5 (102) Chen, Z.; Zhang, J.; Zhang, C.; Cui, R.; Tan, M.; Guo, S.; Wang, H.; Jiao, J.; Lu, T. J. Power Sources 2022, 519, 230788. doi: 10.1016/j.jpowsour.2021.230788 (103) Yuan, C.-Z.; Li, H.-B.; Jiang, Y.-F.; Liang, K.; Zhao, S.-J.; Fang, X.-X.; Ma, L.-B.; Zhao, T.; Lin, C.; Xu, A.-W. J. Mater. Chem. A 2019, 7, 6894. doi: 10.1039/C8TA11500A (104) Pan, F.; Deng, W.; Justiniano, C.; Li, Y. Appl. Catal. B 2018, 226, 463. doi: 10.1016/j.apcatb.2018.01.001 (105) Ju, W.; Bagger, A.; Hao, G.-P.; Varela, A. S.; Sinev, I.; Bon, V.; Roldan Cuenya, B.; Kaskel, S.; Rossmeisl, J.; Strasser, P. Nat. Commun. 2017, 8, 944. doi: 10.1038/s41467-017-01035-z (106) Bi, W.; Li, X.; You, R.; Chen, M.; Yuan, R.; Huang, W.; Wu, X.; Chu, W.; Wu, C.; Xie, Y. Adv. Mater. 2018, 30, 1706617. doi: 10.1002/adma.201706617 (107) Tan, X.; Yu, C.; Cui, S.; Ni, L.; Guo, W.; Wang, Z.; Chang, J.; Ren, Y.; Yu, J.; Huang, H.; et al. Chem. Eng. J. 2021, 131965. doi: 10.1016/j.cej.2021.131965 (108) Wang, W.-J.; Cao, C.; Wang, K.; Zhou, T. Inorg. Chem. Front. 2021, 8, 2542. doi: 10.1039/D1QI00126D (109) Yuan, C.-Z.; Liang, K.; Xia, X.-M.; Yang, Z. K.; Jiang, Y.-F.; Zhao, T.; Lin, C.; Cheang, T.-Y.; Zhong, S.-L.; Xu, A.-W. Catal. Sci. Technol. 2019, 9, 3669. doi: 10.1039/C9CY00363K (110) Wang, X.; Ding, S.; Yue, T.; Zhu, Y.; Fang, M.; Li, X.; Xiao, G.; Zhu, Y.; Dai, L. Nano Energy 2021, 82, 105689. doi: 10.1016/j.nanoen.2020.105689 (111) Cheng, H.; Wu, X.; Li, X.; Nie, X.; Fan, S.; Feng, M.; Fan, Z.; Tan, M.; Chen, Y.; He, G. Chem. Eng. J. 2021, 407, 126842. doi: 10.1016/j.cej.2020.126842 (112) Chen, S.; Li, Y.; Bu, Z.; Yang, F.; Luo, J.; An, Q.; Zeng, Z.; Wang, J.; Deng, S. J. Mater. Chem. A 2021, 9, 1705. doi: 10.1039/D0TA08496D (113) Xuan, X.; Cheng, J.; Yang, X.; Zhou, J. ACS Sustain. Chem. Eng. 2020, 8, 1679. doi: 10.1021/acssuschemeng.9b07258 (114) Yang, H.; Wu, Y.; Li, G.; Lin, Q.; Hu, Q.; Zhang, Q.; Liu, J.; He, C. J. Am. Chem. Soc. 2019, 141, 12717. doi: 10.1021/jacs.9b04907 (115) Zang, D.; Gao, X. J.; Li, L.; Wei, Y.; Wang, H. Nano Res. 2022. doi: 10.1007/s12274-022-4698-3 (116) Chen, J.; Li, Z.; Wang, X.; Sang, X.; Zheng, S.; Liu, S.; Yang, B.; Zhang, Q.; Lei, L.; Dai, L.; et al. Angew. Chem. Int. Ed. 2021, 61, e202111683. doi: 10.1002/anie.202111683 (117) Wang, N.; Liu, Z.; Ma, J.; Liu, J.; Zhou, P.; Chao, Y.; Ma, C.; Bo, X.; Liu, J.; Hei, Y.; et al. ACS Sustain. Chem. Eng. 2020, 8, 13813. doi: 10.1021/acssuschemeng.0c05158 (118) Zhang, S.; Kang, P.; Meyer, T. J. J. Am. Chem. Soc. 2014, 136, 1734. doi: 10.1021/ja4113885 (119) Lei, F.; Liu, W.; Sun, Y.; Xu, J.; Liu, K.; Liang, L.; Yao, T.; Pan, B.; Wei, S.; Xie, Y. Nat. Commun. 2016, 7, 12697. doi: 10.1038/ncomms12697 (120) Zu, X.; Li, X.; Liu, W.; Sun, Y.; Xu, J.; Yao, T.; Yan, W.; Gao, S.; Wang, C.; Wei, S.; et al. Adv. Mater. 2019, 31, 1808135. doi: 10.1002/adma.201808135 (121) Jia, M.; Hong, S.; Wu, T.-S.; Li, X.; Soo, Y.-L.; Sun, Z. Chem. Commun. 2019, 55, 12024. doi: 10.1039/C9CC06178A (122) Jiang, Z.; Wang, T.; Pei, J.; Shang, H.; Zhou, D.; Li, H.; Dong, J.; Wang, Y.; Cao, R.; Zhuang, Z.; et al. Energy Environ. Sci. 2020, 13, 2856. doi: 10.1039/d0ee01486a (123) Gu, J.; Hsu, C.-S.; Bai, L.; Chen Hao, M.; Hu, X. Science 2019, 364, 1091. doi: 10.1126/science.aaw7515 (124) Wang, Y.; Wang, M.; Zhang, Z.; Wang, Q.; Jiang, Z.; Lucero, M.; Zhang, X.; Li, X.; Gu, M.; Feng, Z.; et al. ACS Catal. 2019, 9, 6252. doi: 10.1021/acscatal.9b01617 (125) Zhang, Z.; Ma, C.; Tu, Y.; Si, R.; Wei, J.; Zhang, S.; Wang, Z.; Li, J.-F.; Wang, Y.; Deng, D. Nano Res. 2019, 12, 2313. doi: 10.1007/s12274-019-2316-9 (126) Pan, F.; Zhang, H.; Liu, K.; Cullen, D.; More, K.; Wang, M.; Feng, Z.; Wang, G.; Wu, G.; Li, Y. ACS Catal. 2018, 8, 3116. doi: 10.1021/acscatal.8b00398 (127) Geng, Z.; Cao, Y.; Chen, W.; Kong, X.; Liu, Y.; Yao, T.; Lin, Y. Appl. Catal. B 2019, 240, 234. doi: 10.1016/j.apcatb.2018.08.075 (128) Luangchaiyaporn, J.; Wielend, D.; Solonenko, D.; Seelajaroen, H.; Gasiorowski, J.; Monecke, M.; Salvan, G.; Zahn, D. R. T.; Sariciftci, N. S.; Thamyongkit, P. Electrochim. Acta 2021, 367, 137506. doi: 10.1016/j.electacta.2020.137506 (129) Hu, X.-M.; Rønne, M. H.; Pedersen, S. U.; Skrydstrup, T.; Daasbjerg, K. Angew. Chem. Int. Ed. 2017, 56, 6468. doi: 10.1002/anie.201701104 (130) Morlanés, N.; Takanabe, K.; Rodionov, V. ACS Catal. 2016, 6, 3092. doi: 10.1021/acscatal.6b00543 (131) Han, N.; Wang, Y.; Ma, L.; Wen, J.; Li, J.; Zheng, H.; Nie, K.; Wang, X.; Zhao, F.; Li, Y.; et al. Chem 2017, 3, 652. doi: 10.1016/j.chempr.2017.08.002 (132) Boutin, E.; Wang, M.; Lin, J. C.; Mesnage, M.; Mendoza, D.; Lassalle-Kaiser, B.; Hahn, C.; Jaramillo, T. F.; Robert, M. Angew. Chem. Int. Ed. 2019, 58, 16172. doi: 10.1002/anie.201909257 (133) Wang, M.; Torbensen, K.; Salvatore, D.; Ren, S.; Joulié, D.; Dumoulin, F.; Mendoza, D.; Lassalle-Kaiser, B.; Işci, U.; Berlinguette, C. P.; et al. Nat. Commun. 2019, 10, 3602. doi: 10.1038/s41467-019-11542-w (134) Pan, Y.; Lin, R.; Chen, Y.; Liu, S.; Zhu, W.; Cao, X.; Chen, W.; Wu, K.; Cheong, W.-C.; Wang, Y.; et al. J. Am. Chem. Soc. 2018, 140, 4218. doi: 10.1021/jacs.8b00814 (135) Zhang, Z.; Xiao, J.; Chen, X.-J.; Yu, S.; Yu, L.; Si, R.; Wang, Y.; Wang, S.; Meng, X.; Wang, Y.; et al. Angew. Chem. Int. Ed. 2018, 57, 16339. doi: 10.1002/anie.201808593 (136) Jiang, K.; Siahrostami, S.; Zheng, T.; Hu, Y.; Hwang, S.; Stavitski, E.; Peng, Y.; Dynes, J.; Gangisetty, M.; Su, D.; et al. Energy Environ. Sci. 2018, 11, 893. doi: 10.1039/c7ee03245e (137) Yang, H. B.; Hung, S.-F.; Liu, S.; Yuan, K.; Miao, S.; Zhang, L.; Huang, X.; Wang, H.-Y.; Cai, W.; Chen, R.; et al. Nat. Energy 2018, 3, 140. doi: 10.1038/s41560-017-0078-8 (138) Fan, Q.; Hou, P.; Choi, C.; Wu, T. S.; Hong, S.; Li, F.; Soo, Y. L.; Kang, P.; Jung, Y.; Sun, Z. Adv. Energy Mater. 2019, 10, 1903068. doi: 10.1002/aenm.201903068 (139) Zhao, C.; Dai, X.; Yao, T.; Chen, W.; Wang, X.; Wang, J.; Yang, J.; Wei, S.; Wu, Y.; Li, Y. J. Am. Chem. Soc. 2017, 139, 8078. doi: 10.1021/jacs.7b02736 (140) Weng, Z.; Wu, Y.; Wang, M.; Jiang, J.; Yang, K.; Huo, S.; Wang, X.-F.; Ma, Q.; Brudvig, G. W.; Batista, V. S.; et al. Nat. Commun. 2018, 9, 415. doi: 10.1038/s41467-018-02819-7 (141) Albo, J.; Vallejo, D.; Beobide, G.; Castillo, O.; Castaño, P.; Irabien, A. ChemSusChem 2017, 10, 1100. doi: 10.1002/cssc.v10.6 (142) Jiang, X.; Li, H.; Xiao, J.; Gao, D.; Si, R.; Yang, F.; Li, Y.; Wang, G.; Bao, X. NanoEnergy 2018, 52, 345. doi: 10.1016/j.nanoen.2018.07.047 (143) Han, L.; Song, S.; Liu, M.; Yao, S.; Liang, Z.; Cheng, H.; Ren, Z.; Liu, W.; Lin, R.; Qi, G.; et al. J. Am. Chem. Soc. 2020, 142, 12563. doi: 10.1021/jacs.9b12111 (144) Chen, Z.; Mou, K.; Yao, S.; Liu, L. ChemSusChem 2018, 11, 2944. doi: 10.1002/cssc.201800925 (145) Yang, F.; Song, P.; Liu, X.; Mei, B.; Xing, W.; Jiang, Z.; Gu, L.; Xu, W. Angew. Chem. Int. Ed. 2018, 57, 12303. doi: 10.1002/anie.201805871 (146) Wen, X.; Bai, L.; Li, M.; Guan, J. ACS Sustain. Chem. Eng. 2019, 7, 9249. doi: 10.1021/acssuschemeng.9b00105 (147) Wen, X.; Qi, H.; Cheng, Y.; Zhang, Q.; Hou, C.; Guan, J. Chin. J. Chem. 2020, 38, 941. doi: 10.1002/cjoc.202000073 (148) Guan, J.; Duan, Z.; Zhang, F.; Kelly, S. D.; Si, R.; Dupuis, M.; Huang, Q.; Chen, J. Q.; Tang, C.; Li, C. Nat. Catal. 2018, 1, 870. doi: 10.1038/s41929-018-0158-6 (149) Bai, L.; Duan, Z.; Wen, X.; Si, R.; Guan, J. Appl. Catal. B 2019, 257, 117930. doi: 10.1016/j.apcatb.2019.117930 (150) Feng, J.; Gao, H.; Zheng, L.; Chen, Z.; Zeng, S.; Jiang, C.; Dong, H.; Liu, L.; Zhang, S.; Zhang, X. Nat. Commun. 2020, 11, 4341. doi: 10.1038/s41467-020-18143-y (151) Zhang, H.; Li, J.; Xi, S.; Du, Y.; Hai, X.; Wang, J.; Xu, H.; Wu, G.; Zhang, J.; Lu, J.; et al. Angew. Chem. Int. Ed. 2019, 58, 14871. doi: 10.1002/anie.201906079 (152) Zhong, H.; Meng, F.; Zhang, Q.; Liu, K.; Zhang, X. Nano Res. 2019, 12, 2318. doi: 10.1007/s12274-019-2339-2 (153) An, B.; Zhou, J.; Zhu, Z.; Li, Y.; Wang, L.; Zhang, J. Fuel 2022, 310, 122472. doi: 10.1016/j.fuel.2021.122472 (154) Wang, C.; Zhang, D.-H.; Zheng, W.-H.; Zhu, C.-Y.; Zhang, M.; Geng, Y.; Su, Z.-M. Appl. Surf. Sci. 2022, 573, 151544. doi: 10.1016/j.apsusc.2021.151544 (155) Li, Q.-X.; Si, D.-H.; Lin, W.; Wang, Y.-B.; Zhu, H.-J.; Huang, Y.-B.; Cao, R. Sci. China: Chem. 2022. doi: 10.1007/s11426-022-1263-5 (156) Chen, C.; Sun, X.; Yan, X.; Wu, Y.; Liu, H.; Zhu, Q.; Bediako, B. B. A.; Han, B. Angew. Chem. Int. Ed. 2020, 59, 11123. doi: 10.1002/anie.202004226 (157) Liu, F.-W.; Bi, J.; Sun, Y.; Luo, S.; Kang, P. ChemSusChem 2018, 11, 1656. doi: 10.1002/cssc.201800136 (158) Gong, Y.-N.; Jiao, L.; Qian, Y.; Pan, C.-Y.; Zheng, L.; Cai, X.; Liu, B.; Yu, S.-H.; Jiang, H.-L. Angew. Chem. Int. Ed. 2020, 59, 2705. doi: 10.1002/anie.201914977 (159) Zheng, W.; Yang, J.; Chen, H.; Hou, Y.; Wang, Q.; Gu, M.; He, F.; Xia, Y.; Xia, Z.; Li, Z.; et al. Adv. Funct. Mater. 2019, 30, 1907658. doi: 10.1002/adfm.201907658 (160) Ye, L.; Ying, Y.; Sun, D.; Zhang, Z.; Fei, L.; Wen, Z.; Qiao, J.; Huang, H. Angew. Chem. Int. Ed. 2020, 59, 3244. doi: 10.1002/anie.201912751 (161) Koshy, D. M.; Chen, S.; Lee, D. U.; Stevens, M. B.; Abdellah, A. M.; Dull, S. M.; Chen, G.; Nordlund, D.; Gallo, A.; Hahn, C.; et al. Angew. Chem. Int. Ed. 2020, 59, 4043. doi: 10.1002/anie.201912857 (162) Zhang, Y.; Wang, X.; Zheng, S.; Yang, B.; Li, Z.; Lu, J.; Zhang, Q.; Adli, N. M.; Lei, L.; Wu, G.; et al. Adv. Funct. Mater. 2021, 31, 2104377. doi: 10.1002/adfm.202104377 (163) Wang, X.; Pan, Y.; Ning, H.; Wang, H.; Guo, D.; Wang, W.; Yang, Z.; Zhao, Q.; Zhang, B.; Zheng, L.; et al. Appl. Catal. B 2020, 266, 118630. doi: 10.1016/j.apcatb.2020.118630 (164) Li, Z.; Wu, R.; Xiao, S.; Yang, Y.; Lai, L.; Chen, J. S.; Chen, Y. Chem. Eng. J. 2022, 430, 132882. doi: 10.1016/j.cej.2021.132882 (165) Wang, X.; Wang, Y.; Sang, X.; Zheng, W.; Zhang, S.; Shuai, L.; Yang, B.; Li, Z.; Chen, J.; Lei, L.; et al. Angew. Chem. Int. Ed. 2021, 60, 4192. doi: 10.1002/anie.202013427 (166) Kim, H.; Shin, D.; Yang, W.; Won, D. H.; Oh, H.-S.; Chung, M. W.; Jeong, D.; Kim, S. H.; Chae, K. H.; Ryu, J. Y.; et al. J. Am. Chem. Soc. 2021, 143, 925. doi: 10.1021/jacs.0c11008 (167) Zhao, D.; Yu, K.; Song, P.; Feng, W.; Hu, B.; Cheong, W.-C.; Zhuang, Z.; Liu, S.; Sun, K.; Zhang, J.; et al. Energy Environ. Sci. 2022, doi: 10.1039/D2EE00878E (168) Miao, Q.; Lu, C.; Xu, Q.; Yang, S.; Liu, M.; Liu, S.; Yu, C.; Zhuang, X.; Jiang, Z.; Zeng, G. Chem. Eng. J. 2022, 450, 138427. doi: 10.1016/j.cej.2022.138427 (169) Dong, W.; Zhang, N.; Li, S.; Min, S.; Peng, J.; Liu, W.; Zhan, D.; Bai, H. J. Mater. Chem. A 2022, 10, 10892. doi: 10.1039/D2TA01285E (170) Lu, B.; Liu, Q.; Chen, S. ACS Catal. 2020, 10, 7584. doi: 10.1021/acscatal.0c01950 (171) Cao, S.; Wei, S.; Wei, X.; Zhou, S.; Chen, H.; Hu, Y.; Wang, Z.; Liu, S.; Guo, W.; Lu, X. Small 2021, 17, 2100949. doi: 10.1002/smll.202100949 (172) Chen, Y.; Ma, L.; Chen, C.; Hu, W.; Zou, L.; Zou, Z.; Yang, H. J. CO2 Util. 2020, 42, 101316. doi: 10.1016/j.jcou.2020.101316 (173) He, M.; An, W.; Wang, Y.; Men, Y.; Liu, S. Small 2021, 17, 2104445. doi: 10.1002/smll.202104445 (174) Chen, Y.; Li, G.; Zeng, Y.; Yan, L.; Wang, X.; Yang, L.; Wu, Q.; Hu, Z. Nano Res. 2022, 15, 7896. doi: 10.1007/s12274-022-4441-0 (175) Li, H.; Liu, T.; Wei, P.; Lin, L.; Gao, D.; Wang, G.; Bao, X. Angew. Chem. Int. Ed. 2021, 60, 14329. doi: 10.1002/anie.202102657 (176) Zhang, Y.; Zhou, Q.; Qiu, Z.-F.; Zhang, X.-Y.; Chen, J.-Q.; Zhao, Y.; Gong, F.; Sun, W.-Y. Adv. Funct. Mater. 2022, 2203677. doi: 10.1002/adfm.202203677 |
[1] | 陈鹏, 周莹, 董帆. 二维光催化材料电子结构和性能调控策略研究进展[J]. 物理化学学报, 2021, 37(8): 2010010 - . |
[2] | 李亚文, 那广仁, 罗树林, 贺欣, 张立军. 全无机卤化铅钙钛矿的结构、热力学稳定性和电子性质[J]. 物理化学学报, 2021, 37(4): 2007015 - . |
[3] | 石浩东, 李亚光, 路鹏飞, 吴忠帅. 石墨烯负载的氧配位钴单原子稳定金属锂负极[J]. 物理化学学报, 2021, 37(11): 2008033 - . |
[4] | 郑堂飞, 蒋金霞, 王健, 胡素芳, 丁炜, 魏子栋. 基于限域特性的电催化剂调控[J]. 物理化学学报, 2021, 37(11): 2011027 - . |
[5] | 施俊杰, 胡子琦, 杨逸豪, 步宇翔, 施祖进. 内嵌金属碳氮化物团簇富勒烯的稳定性与生成机理[J]. 物理化学学报, 2021, 37(10): 1907077 - . |
[6] | 张茹,元琳琳,孙凯玥,王珊,耿丽娜,张建军. 纳米白藜芦醇脂质体的制备及分配系数测定[J]. 物理化学学报, 2020, 36(6): 1905090 - . |
[7] | 王亦清,沈少华. 非金属掺杂石墨相氮化碳光催化的研究进展与展望[J]. 物理化学学报, 2020, 36(3): 1905080 - . |
[8] | 毕富珍,郑晓,任志勇. 甲胺基-甲脒基混合钙钛矿的第一性原理研究[J]. 物理化学学报, 2019, 35(1): 69 -75 . |
[9] | 奚晋扬,中村悠马,赵天琦,王冬,帅志刚. 石墨炔与锡烯层状体系的形变势和电声耦合及载流子传输理论研究[J]. 物理化学学报, 2018, 34(9): 961 -976 . |
[10] | 尹玥琪,蒋梦绪,刘春光. Keggin型多酸负载的单原子催化剂(M1/POM, M = Ni, Pd, Pt, Cu, Ag, Au, POM = [PW12O40]3-)活化氮气分子的密度泛函理论计算研究[J]. 物理化学学报, 2018, 34(3): 270 -277 . |
[11] | 荆涛,戴瑛. 固溶体光催化材料的研究进展[J]. 物理化学学报, 2017, 33(2): 295 -304 . |
[12] | 姜涛,田杰,王宁,彭述明,李梅,韩伟,张密林. LiCl-KCl-LaCl3熔盐体系中La(III)的电化学行为[J]. 物理化学学报, 2016, 32(10): 2531 -2537 . |
[13] | 裴蕾,张桂玲,尚岩孙,翠翠,甘甜. 硅桥调控的聚茂钒体系电子结构和输运性质[J]. 物理化学学报, 2016, 32(10): 2495 -2502 . |
[14] | 敖冰云, 叶小球, 陈丕恒. 钚固体材料理论研究进展[J]. 物理化学学报, 2015, 31(Suppl): 3 -13 . |
[15] | 李如松, 何彬, 李刚, 许鹏, 卢新城, 王飞. 基于密度泛函理论方法的δ相Pu 5f状态电子结构计算[J]. 物理化学学报, 2015, 31(Suppl): 75 -80 . |
|