原子层沉积：一种多相催化剂“自下而上”气相制备新策略

doi:10.3866/PKU.WHXB201804201

物理化学学报 >> 2018, Vol. 34 >> Issue (12): 1334-1357.doi: 10.3866/PKU.WHXB201804201

所属专题：表面物理化学

原子层沉积：一种多相催化剂“自下而上”气相制备新策略

王恒伟¹,路军岭^1,^2,*()

¹ 中国科学技术大学化学物理系，合肥微尺度物质科学国家研究中心，能源材料化学协同创新中心，合肥 230026
² 中国科学技术大学，中国科学院能量转换重点实验室，合肥 230026

收稿日期:2018-03-27 发布日期:2018-04-27
通讯作者: 路军岭 E-mail:junling@ustc.edu.cn
作者简介:Prof. LU Junling received his PhD degree from Institute of Physics, Chinese Academy of Sciences under the supervision of Prof. Hongjun Gao in 2007. During his PhD studies, he visited Prof. Hans-Joachim Freund group at Chemical Physics Department, Fritz-Haber-Institute, Max Planck Society as an exchange student in 2004-2006. After graduation, he spent three years in Prof. Peter C Stair's group at Northwestern University and then about two and a half years in Dr. Jeffrey W. Elam's group at Argonne National Laboratory as a Postdoc. In March. 2013, he became a professor at University of Science and Technology of China. His current research interest is atomically-precise design of new catalytic materials using a combined wet-chemistry and atomic layer deposition (ALD) approach for advanced catalysis
基金资助:
国家自然科学基金(21673215);国家自然科学基金(21473169);国家自然科学基金(51402283);中央高校基本科研业务费(WK2060030029);中央高校基本科研业务费(WK6030000015);Max-Planck伙伴小组资助项目

Atomic Layer Deposition: A Gas Phase Route to Bottom-up Precise Synthesis of Heterogeneous Catalyst

Hengwei WANG¹,Junling LU^1,^2,*()

¹ Department of Chemical Physics, Hefei National Laboratory for Physical Sciences at the Microscale, iChEM, University of Science and Technology of China, Hefei 230026, P. R. China
² CAS Key Laboratory of Materials for Energy Conversion, University of Science and Technology of China, Hefei 230026, P. R. China

Received:2018-03-27 Published:2018-04-27
Contact: Junling LU E-mail:junling@ustc.edu.cn
Supported by:
the National Natural Science Foundation of China(21673215);the National Natural Science Foundation of China(21473169);the National Natural Science Foundation of China(51402283);the Fundamental Research Funds for the Central Universities, China(WK2060030029);the Fundamental Research Funds for the Central Universities, China(WK6030000015);the Max-Planck Partner Group

摘要/Abstract

摘要：

多相催化剂是极为重要的一类催化剂，在许多重要工业反应中扮演关键角色。然而，传统的湿化学合成手段在很多情况下难以做到对催化剂活性位点的结构、组成以及其周围局部环境的原子级精细调控，继而给优化催化剂性能、理解多相催化机理带来较大的挑战。原子层沉积(ALD)是一种气相催化剂合成技术，其原理是基于两种前驱体蒸汽交替进样并在载体表面上发生分子层面上的“自限制”反应，实现目标材料在载体表面上的精准沉积。利用其分子层面上的“自限制”反应特性，并通过改变沉积周期数、次序和种类等方法可以实现对催化剂活性位结构的原子级精细控制，进而为人们提供了一种催化剂“自下而上”精细可控合成的新策略。在本文中，我们总结了利用ALD方法在负载型单金属和双金属催化剂精细设计方面的进展，讨论了ALD方法在设计高效催化剂方面的特点与优势。特别地，我们总结了利用ALD方法制备单原子和双原子结构金属催化剂的方法与策略。此外，我们总结了利用氧化物可控沉积精准调控金属催化活性中心周围的微环境，从而实现提升催化剂活性、选择性和稳定性的方法。最后我们展望了ALD技术在催化剂制备领域中应用的潜力。

关键词: 原子层沉积, 负载型金属催化剂, “自下而上”合成, 单原子催化剂, 双原子催化剂, 金属氧化物界面, 限域效应

Abstract:

Heterogeneous catalysts are usually synthesized by the conventional wet-chemistry methods, including wet-impregnation, ion exchange, and deposition-precipitation. With the development of catalyst synthesis, great progress has been made in many industrially important catalytic processes. However, these catalytic materials often have very complex structures along with poor uniformity of active sites. Such heterogeneity of active site structures significantly decreases catalytic performance, especially in terms of selectivity, and hinders atomic-level understanding of structure-activity relationships. Moreover, loss of exposed active components by sintering or leaching under harsh reaction conditions causes considerable catalyst deactivation. It is desirable to develop a facile method to tune catalyst active site structures, as well as their local chemical environments on the atomic level, thereby facilitating reaction mechanisms understanding and rational design of catalysts with high stability.

Atomic layer deposition (ALD), a gas-phase technique for thin film growth, has emerged as an alternative method to synthesize heterogeneous catalysts. Like chemical vapor deposition (CVD), ALD relies on a sequence of molecular-level, self-limiting surface reactions between the vapors of precursor molecules and a substrate. This unique character makes it possible to deposit various catalytic materials uniformly on a high-surface-area support with nearly atomic precision. By tuning the number, sequence, and types of ALD cycles, bottom-up precise construction of catalytic architectures on a support can be achieved.

In this review, we focus on the design and synthesis of supported metal catalysts using ALD. We first review strategies developed to precisely tailor the size, composition, and structures of metal nanoparticles (NPs) using ALD. Catalytic performances of these ALD metal catalysts are also discussed and compared to conventional catalysts. We highlight synthetic strategies for synthesis of metal single-atom catalysts and bottom-up precise synthesis of dimeric metal catalysts. Their impact on catalysis is discussed. We demonstrate that metal oxide ALD on metal NPs can enhance catalytic activity, selectivity, and especially stability. In particular, we show that site-selective blocking of metal NPs with an oxide overcoat improves selectivity and contributes to an understanding of the distinct functionalities of the low-and high-coordination sites in catalytic reactions on the atomic level. Next, we discuss an effective method to construct bifunctional catalysts via precisely-controlled addition of a secondary functionality using ALD. Finally, we summarize the advantages of ALD for the advanced design and synthesis of catalysts and discuss the challenges and opportunities of scaling up ALD catalyst synthesis for practical applications.

Key words: Atomic layer deposition, Supported metal catalyst, "Bottom-up" synthesis, Single-atom catalyst, Dimeric metal catalysts, Metal-oxide interfaces, Confinement effect

王恒伟,路军岭. 原子层沉积：一种多相催化剂“自下而上”气相制备新策略[J]. 物理化学学报, 2018, 34(12), 1334-1357. doi: 10.3866/PKU.WHXB201804201

Hengwei WANG,Junling LU. Atomic Layer Deposition: A Gas Phase Route to Bottom-up Precise Synthesis of Heterogeneous Catalyst[J]. Acta Phys. -Chim. Sin. 2018, 34(12), 1334-1357. doi: 10.3866/PKU.WHXB201804201

链接本文: https://www.whxb.pku.edu.cn/CN/10.3866/PKU.WHXB201804201

https://www.whxb.pku.edu.cn/CN/Y2018/V34/I12/1334

参考文献

1	Bartholomew C. H. ; Farrauto R. J. Fundamentals of Industrial Catalytic Processes 2nd ed. Wiley: Hoboken N.J., 2006, p. 4.
2	Schwartz T. J. ; O'Neill B. J. ; Shanks B. H. ; Dumesic J. A. ACS Catal. 2014, 4, 2060.
3	Zaera F. Catal. Lett. 2012, 142, 501.
4	Thomas J. M. ; Harris K. D. M. Energy Environ. Sci. 2016, 9, 687.
5	Deutschmann, O. ; Kn?zinger, H. ; Kochloefl, K. ; Turek, T. Heterogeneous Catalysis and Solid Catalysts. In Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry; Wiley-VCH: Weinheim, 2009.
6	O'Neill B. J. ; Jackson D. H. K. ; Lee J. ; Canlas C. ; Stair P. C. ; Marshall C. L. ; Elam J. W. ; Kuech T. F. ; Dumesic J. A. ; Huber G. W. ACS Catal. 2015, 5, 1804.
7	Schauermann S. ; Nilius N. ; Shaikhutdinov S. ; Freund H. J. Acc. Chem. Res. 2013, 46, 1673.
8	Schwarz J. A. ; Contescu C. ; Contescu A. Chem. Rev. 1995, 95, 477.
9	Munnik P. ; de Jongh P. E. ; de Jong K. P. Chem. Rev. 2015, 115, 6687.
10	Wrobleski J. T. ; Boudart M. Catal. Today 1992, 15, 349.
11	Liu Y. X. ; Zhao G. F. ; Wang D. S. ; Li Y. D. Natl. Sci. Rev. 2015, 2, 150.
12	Zhou Z. Y. ; Tian N. ; Li J. T. ; Broadwell I. ; Sun S. G. Chem. Soc. Rev. 2011, 40, 4167.
13	Park J. ; Joo J. ; Kwon S. G. ; Jang Y. ; Hyeon T. Angew. Chem. Int. Ed. 2007, 46, 4630.
14	Liu P. X. ; Qin R. X. ; Fu G. ; Zheng N. F. J. Am. Chem. Soc. 2017, 139, 2122.
15	Marshall S. T. ; O'Brien M. ; Oetter B. ; Corpuz A. ; Richards R. M. ; Schwartz D. K. ; Medlin J. W. Nat. Mater. 2010, 9, 853.
16	Lu J. L. ; Elam J. W. ; Stair P. C. Acc. Chem. Res. 2013, 46, 1806.
17	Ahonen M. ; Pessa M. ; Suntola T. Thin Solid Films 1980, 65, 301.
18	George S. M. Chem. Rev. 2010, 110, 111.
19	Puurunen R. L. J. Appl. Phys. 2005, 97, 121301.
20	Elam J. W. ; Sechrist Z. A. ; George S. M. Thin Solid Films 2002, 414, 43.
21	Ritala M. ; Leskela M. ; Dekker J. P. ; Mutsaers C. ; Soininen P. J. ; Skarp J. Chem. Vap. Deposition 1999, 5, 7.
22	Paracchino A. ; Laporte V. ; Sivula K. ; Gratzel M. ; Thimsen E. Nat. Mater. 2011, 10, 456.
23	Coll M. ; Gazquez J. ; Palau A. ; Varela M. ; Obradors X. ; Puig T. Chem. Mater. 2012, 24, 3732.
24	Pagan-Torres Y. J. ; Gallo J. M. R. ; Wang D. ; Pham H. N. ; Libera J. A. ; Marshall C. L. ; Elam J. W. ; Datye A. K. ; Dumesic J. A. ACS Catal. 2011, 1, 1234.
25	Yang J. H. ; Walczak K. ; Anzenberg E. ; Toma F. M. ; Yuan G. B. ; Beeman J. ; Schwartzberg A. ; Lin Y. J. ; Hettick M. ; Javey A. ; et al J. Am. Chem. Soc. 2014, 136, 6191.
26	Hu S. ; Shaner M. R. ; Beardslee J. A. ; Lichterman M. ; Brunschwig B. S. ; Lewis N. S. Science 2014, 344, 1005.
27	Lu J. ; Elam J. W. ; Stair P. C. Surf. Sci. Rep. 2016, 71, 410.
28	Singh J. A. ; Yang N. Y. ; Bent S. F. Annu. Rev. Chem. Biomol. Eng. 2017, 8, 41.
29	Moro L. F. L. Comput. Chem. Eng. 2003, 27, 1303.
30	Rostrup-Nielsen J. R. Catal. Today 2000, 63, 159.
31	Tsang S. C. ; Claridge J. B. ; Green M. L. H. Catal. Today 1995, 23, 3.
32	Zhang Z. ; Wang S. S. ; Song R. ; Cao T. ; Luo L. ; Chen X. ; Gao Y. ; Lu J. ; Li W. X. ; Huang W. Nat. Commun. 2017, 8, 488.
33	Rodriguez J. A. ; Liu P. ; Hrbek J. ; Evans J. ; Pérez M. Angew. Chem. Int. Ed. 2007, 46, 1329.
34	Funabiki M. ; Yamada T. ; Kayano K. Catal. Today 1991, 10, 33.
35	Hu W. ; Wang Y. ; Shang H. Y. ; Xu H. D. ; Zhong L. ; Chen J. J. ; Gong M. C. ; Chen Y. Q. Acta Phys. -Chim. Sin. 2015, 31, 1771.
35	胡伟; 王云; 尚鸿燕; 徐海迪; 钟琳; 陈建军; 龚茂初; 陈耀强. 物理化学学报, 2015, 31, 1771.
36	Iglesia E. Appl. Catal. A: Gen. 1997, 161, 59.
37	Khodakov A. Y. ; Chu W. ; Fongarland P. Chem. Rev. 2007, 107, 1692.
38	Alonso D. M. ; Wettstein S. G. ; Dumesic J. A. Chem. Soc. Rev. 2012, 41, 8075.
39	Shanks B. H. Ind. Eng. Chem. Res. 2010, 49, 10212.
40	Guo Z. ; Liu B. ; Zhang Q. H. ; Deng W. P. ; Wang Y. ; Yang Y. H. Chem. Soc. Rev. 2014, 43, 3480.
41	Serrano-Ruiz J. C. ; Dumesic J. A. Green Chem. 2009, 11, 1101.
42	Blaser H. U. ; Malan C. ; Pugin B. ; Spindler F. ; Steiner H. ; Studer M. Adv. Synth. Catal. 2003, 345, 103.
43	Stamenkovic V. R. ; Mun B. S. ; Arenz M. ; Mayrhofer K. J. J. ; Lucas C. A. ; Wang G. F. ; Ross P. N. ; Markovic N. M. Nat. Mater. 2007, 6, 241.
44	Calle-Vallejo F. ; Koper M. T. M. ; Bandarenka A. S. Chem. Soc. Rev. 2013, 42, 5210.
45	Ye Y. ; Sanford M. S. J. Am. Chem. Soc. 2012, 134, 9034.
46	Mohamed Z. ; Dasireddy V. D. B. C. ; Singh S. ; Friedrich H. B. Appl. Catal. B: Environ. 2016, 180, 687.
47	Bezemer G. L. ; Bitter J. H. ; Kuipers H. P. ; Oosterbeek H. ; Holewijn J. E. ; Xu X. ; Kapteijn F. ; van Dillen A. J. ; de Jong K. P. J. Am. Chem. Soc. 2006, 128, 3956.
48	Valden M. ; Lai X. ; Goodman D. W. Science 1998, 281, 1647.
49	Haruta M. Catal. Today 1997, 36, 153.
50	Li J. ; Chen W. ; Zhao H. ; Zheng X. ; Wu L. ; Pan H. ; Zhu J. ; Chen Y. ; Lu J. J. Catal. 2017, 352, 371.
51	Bond G. C. Chem. Soc. Rev. 1991, 20, 441.
52	Chen M. S. Acta Phys. -Chim. Sin. 2017, 33, 2424.
52	陈明树. 物理化学学报, 2017, 33, 2424.
53	Hu L. X. ; Wang L. ; Wang F. ; Zhang C. H. ; He H. Acta Phys. -Chim. Sin. 2017, 33, 1681.
53	胡凌霄; 王莲; 王飞; 张长斌; 贺泓. 物理化学学报, 2017, 33, 1681.
54	Gates B. C. Chem. Rev. 1995, 95, 511.
55	Bond G. C. Acc. Chem. Res. 1993, 26, 490.
56	Lindblad M. ; Lindfors L. P. ; Suntola T. Catal. Lett. 1994, 27, 323.
57	Ribeiro F. H. ; Somorjai G. A. Recl.: J. R. Neth. Chem. Soc. 1994, 113, 419.
58	Narayanan S. ; Uma K. J. Chem. Soc. Faraday Trans. 1985, 81, 2733.
59	Gould T. D. ; Lubers A. M. ; Neltner B. T. ; Carrier J. V. ; Weimer A. W. ; Falconer J. L. ; Medlin J. W. J. Catal. 2013, 303, 9.
60	Jiang C. J. ; Shang Z. Y. ; Liang X. H. ACS Catal. 2015, 5, 4814.
61	Mahata N. ; Cunha A. F. ; Orfao J. J. M. ; Figueiredo J. L. Appl. Catal. A: Gen. 2008, 351, 204.
62	Kim D. H. ; Sim J. K. ; Lee J. ; Seo H. O. ; Jeong M. G. ; Kim Y. D. ; Kim S. H. Fuel 2013, 112, 111.
63	Lei Y. ; Lu J. ; Luo X. Y. ; Wu T. P. ; Du P. ; Zhang X. Y. ; Ren Y. ; Wen J. G. ; Miller D. J. ; Miller J. T. ; et al Nano Lett. 2013, 13, 4182.
64	Stair P. C. Top. Catal. 2012, 55, 93.
65	Feng H. ; Elam J. W. ; Libera J. A. ; Setthapun W. ; Stair P. C. Chem. Mater. 2010, 22, 3133.
66	Elam J. W. ; Zinovev A. ; Han C. Y. ; Wang H. H. ; Welp U. ; Hryn J. N. ; Pellin M. J. Thin Solid Films 2006, 515, 1664.
67	Feng H. ; Libera J. A. ; Stair P. C. ; Miller J. T. ; Elam J. W. ACS Catal. 2011, 1, 665.
68	Lee C. ; Yoon H. K. ; Moon S. ; Yoon K. J. Korean J. Chem. Eng. 1998, 15, 590.
69	Matsumura Y. ; Okumura M. ; Usami Y. ; Kagawa K. ; Yamashita H. ; Anpo M. ; Haruta M. Catal. Lett. 1997, 44, 189.
70	King J. S. ; Wittstock A. ; Biener J. ; Kucheyev S. O. ; Wang Y. M. ; Baumann T. F. ; Giri S. K. ; Hamza A. V. ; Baeumer M. ; Bent S. F. Nano Lett. 2008, 8, 2405.
71	Knoops H. C. M. ; Mackus A. J. M. ; Donders M. E. ; van de Sanden M. C. M. ; Notten P. H. L. ; Kessels W. M. M. Electrochem. Solid State Lett. 2009, 12, G34.
72	Aaltonen T. ; Rahtu A. ; Ritala M. ; Leskela M. Electrochem. Solid State Lett. 2003, 6, C130.
73	Zhou Y. ; King D. M. ; Liang X. H. ; Li J. H. ; Weimer A. W. Appl. Catal. B: Environ. 2010, 101, 54.
74	Aaltonen T. ; Ritala M. ; Tung Y. L. ; Chi Y. ; Arstila K. ; Meinander K. ; Leskela M. J. Mater. Res. 2004, 19, 3353.
75	Liu C. ; Wang C. C. ; Kei C. C. ; Hsueh Y. C. ; Perng T. P. Small 2009, 5, 1535.
76	Lashdaf M. ; Lahtinen J. ; Lindblad M. ; Venalainen T. ; Krause A. O. I. Appl. Catal. A: Gen. 2004, 276, 129.
77	Baker L. ; Cavanagh A. S. ; Seghete D. ; George S. M. ; Mackus A. J. M. ; Kessels W. M. M. ; Liu Z. Y. ; Wagner F. T. J. Appl. Phys. 2011, 109, 084333.
78	Gould T. D. ; Lubers A. M. ; Corpuz A. R. ; Weimer A. W. ; Falconer J. L. ; Medlin J. W. ACS Catal. 2015, 5, 1344.
79	Lu J. L. ; Low K. B. ; Lei Y. ; Libera J. A. ; Nicholls A. ; Stair P. C. ; Elam J. W. Nat. Commun. 2014, 5, 3264.
80	Setthapun W. ; Williams W. D. ; Kim S. M. ; Feng H. ; Elam J. W. ; Rabuffetti F. A. ; Poeppelmeier K. R. ; Stair P. C. ; Stach E. A. ; Ribeiro F. H. ; et al J. Phys. Chem. C 2010, 114, 9758.
81	Phatak A. A. ; Koryabkina N. ; Rai S. ; Ratts J. L. ; Ruettinger W. ; Farrauto R. J. ; Blau G. E. ; Delgass W. N. ; Ribeiro F. H. Catal. Today 2007, 123, 224.
82	Shim J. H. ; Jiang X. ; Bent S. F. ; Prinz F. B. J. Electrochem. Soc. 2010, 157, B793..
83	Hsieh C. T. ; Liu Y. Y. ; Tzou D. Y. ; Chen W. Y. J. Phys. Chem. C 2012, 116, 26735.
84	Li J. W. ; Bin Z. ; Chen Y. ; Zhang J. K. ; Yang H. M. ; Zhang J. W. ; Lu X. L. ; Li G. C. ; Qin Y. Catal. Sci. Technol. 2015, 5, 4218.
85	Enterkin J. A. ; Poeppelmeier K. R. ; Marks L. D. Nano Lett. 2011, 11, 993.
86	Winterbo. Wl Acta Metall. 1967, 15, 303.
87	Lu J. L. ; Elam J. W. Chem. Mater. 2015, 27, 4950.
88	Vuori H. ; Pasanen A. ; Lindblad M. ; Valden M. ; Niemela M. V. ; Krause A. O. I. Appl. Surf. Sci. 2011, 257, 4204.
89	Chen C. S. ; Lin J. H. ; You J. H. ; Chen C. R. J. Am. Chem. Soc. 2006, 128, 15950.
90	Dai M. ; Kwon J. ; Halls M. D. ; Gordon R. G. ; Chabal Y. J. Langmuir 2010, 26, 3911.
91	Kim J. M. ; Lee H. B. R. ; Lansalot C. ; Dussarrat C. ; Gatineau J. ; Kim H. Jpn. J. Appl. Phys. 2010, 49, 05FA10.
92	Lee H. B. R. ; Kim J. ; Kim H. ; Kim W. H. ; Lee J. W. ; Hwang I. J. Korean Phys. Soc. 2010, 56, 104.
93	Masango S. S. ; Peng L. ; Marks L. D. ; Van Duyne R. P. ; Stair P. C. J. Phys. Chem. C 2014, 118, 17655.
94	Maroun F. ; Ozanam F. ; Magnussen O. M. ; Behm R. J. Science 2001, 293, 1811.
95	Gao F. ; Goodman D. W. Chem. Soc. Rev. 2012, 41, 8009.
96	Wang A. ; Liu X. Y. ; Mou C. Y. ; Zhang T. J. Catal. 2013, 308, 258.
97	Sárkány A. ; Geszti O. ; Sáfrán G. Appl. Catal. A: Gen. 2008, 350, 157.
98	Nutt M. O. ; Heck K. N. ; Alvarez P. ; Wong M. S. Appl. Catal. B: Environ. 2006, 69, 115.
99	Sun S. Q. ; Yi Y. H. ; Wang L. ; Zhang J. L. ; Guo H. C. Acta Phys. -Chim. Sin. 2017, 33, 1123.
99	孙帅其; 易延辉; 王丽; 张家良; 郭洪臣. 物理化学学报, 2017, 33, 1123.
100	Lim B. ; Kobayashi H. ; Yu T. ; Wang J. ; Kim M. J. ; Li Z. Y. ; Rycenga M. ; Xia Y. J. Am. Chem. Soc. 2010, 132, 2506.
101	Harada M. ; Asakura K. ; Toshima N. J. Phys. Chem 1993, 97, 5103.
102	Ferrando R. ; Jellinek J. ; Johnston R. L. Chem. Rev. 2008, 108, 845.
103	Hutchings G. J. ; Kiely C. J. Acc. Chem. Res. 2013, 46, 1759.
104	Wang H. ; Wang C. ; Yan H. ; Yi H. ; Lu J. J. Catal. 2015, 324, 59.
105	Cao K. ; Cai J. M. ; Liu X. ; Chen R. J. Vac. Sci. Technol. A 2018, 36, 010801.
106	Martensson P. ; Carlsson J. O. J. Electrochem. Soc. 1998, 145, 2926.
107	Hsu I. J. ; McCandless B. E. ; Weiland C. ; Willis B. G. J. Vac. Sci. Technol. A 2009, 27, 660.
108	Weber M. J. ; Mackus A. J. M. ; Verheijen M. A. ; van der Marel C. ; Kessels W. M. M. Chem. Mater. 2012, 24, 2973.
109	Weber M. J. ; Verheijen M. A. ; Bol A. A. ; Kessels W. M. M. Nanotechnology 2015, 26, 094002.
110	Cao K. ; Liu X. ; Zhu Q. ; Shan B. ; Chen R. ChemCatChem 2016, 8, 326.
111	Cao K. ; Zhu Q. Q. ; Shan B. ; Chen R. Sci. Rep. 2015, 5, 8470.
112	Qian K. ; Huang W. Catal. Today 2011, 164, 320.
113	Xu J. ; White T. ; Li P. ; He C. ; Yu J. ; Yuan W. ; Han Y. F. J. Am. Chem. Soc. 2010, 132, 10398.
114	Edwards J. K. ; Solsona B. ; Landon P. ; Carley A. F. ; Herzing A. ; Watanabe M. ; Kiely C. J. ; Hutchings G. J. J. Mater. Chem. 2005, 15, 4595.
115	Edwards J. K. ; Solsona B. E. ; Landon P. ; Carley A. F. ; Herzing A. ; Kiely C. J. ; Hutchings G. J. J. Catal. 2005, 236, 69.
116	Chen M. ; Kumar D. ; Yi C. W. ; Goodman D. W. Science 2005, 310, 291.
117	Yu W. Y. ; Mullen G. M. ; Flaherty D. W. ; Mullins C. B. J. Am. Chem. Soc. 2014, 136, 11070.
118	Enache D. I. ; Edwards J. K. ; Landon P. ; Solsona-Espriu B. ; Carley A. F. ; Herzing A. A. ; Watanabe M. ; Kiely C. J. ; Knight D. W. ; Hutchings G. J. Science 2006, 311, 362.
119	Chen Y. T. ; Wang H. P. ; Liu C. J. ; Zeng Z. Y. ; Zhang H. ; Zhou C. M. ; Jia X. L. ; Yang Y. H. J. Catal. 2012, 289, 105.
120	Silva T. A. G. ; Teixeira-Neto E. ; Lopez N. ; Rossi L. M. Sci. Rep. 2014, 4, 5766.
121	Henning A. M. ; Watt J. ; Miedziak P. J. ; Cheong S. ; Santonastaso M. ; Song M. ; Takeda Y. ; Kirkland A. I. ; Taylor S. H. ; Tilley R. D. Angew. Chem. Int. Ed. 2013, 125, 1517.
122	Chen Y. ; Lim H. ; Tang Q. ; Gao Y. ; Sun T. ; Yan Q. ; Yang Y. Appl. Catal. A: Gen. 2010, 380, 55.
123	Pritchard J. ; Kesavan L. ; Piccinini M. ; He Q. ; Tiruvalam R. ; Dimitratos N. ; Lopez-Sanchez J. A. ; Carley A. F. ; Edwards J. K. ; Kiely C. J. ; et al Langmuir 2010, 26, 16568.
124	Zhang H. ; Xie Y. ; Sun Z. ; Tao R. ; Huang C. ; Zhao Y. ; Liu Z. Langmuir 2011, 27, 1152.
125	Hou W. ; Dehm N. A. ; Scott R. W. J. J. Catal. 2008, 253, 22.
126	Yang X. F. ; Wang A. Q. ; Qiao B. T. ; Li J. ; Liu J. Y. ; Zhang T. Acc. Chem. Res. 2013, 46, 1740.
127	Gates B. C. ; Flytzani-Stephanopoulos M. ; Dixon D. A. ; Katz A. Catal. Sci. Technol. 2017, 7, 4259.
128	Flytzani-Stephanopoulos M. ; Gates B. C. Annu. Rev. Chem. Biomol. Eng. 2012, 3, 545.
129	Flytzani-Stephanopoulos M. Acc. Chem. Res. 2014, 47, 783.
130	Qiao B. T. ; Wang A. Q. ; Yang X. F. ; Allard L. F. ; Jiang Z. ; Cui Y. T. ; Liu J. Y. ; Li J. ; Zhang T. Nat. Chem. 2011, 3, 634.
131	Yang M. ; Li S. ; Wang Y. ; Herron J. A. ; Xu Y. ; Allard L. F. ; Lee S. ; Huang J. ; Mavrikakis M. ; Flytzani-Stephanopoulos M. Science 2014, 346, 1498.
132	Zhang X. ; Shi H. ; Xu B. Q. Angew. Chem. Int. Ed. 2005, 44, 7132.
133	Moses-DeBusk M. ; Yoon M. ; Allard L. F. ; Mullins D. R. ; Wu Z. L. ; Yang X. F. ; Veith G. ; Stocks G. M. ; Narula C. K. J. Am. Chem. Soc. 2013, 135, 12634.
134	Cheng N. C. ; Stambula S. ; Wang D. ; Banis M. N. ; Liu J. ; Riese A. ; Xiao B. W. ; Li R. Y. ; Sham T. K. ; Liu L. M. ; et al Nat. Commun. 2016, 7, 13638.
135	Lin L. L. ; Zhou W. ; Gao R. ; Yao S. Y. ; Zhang X. ; Xu W. Q. ; Zheng S. J. ; Jiang Z. ; Yu Q. L. ; Li Y. W. ; et al Nature 2017, 544, 80.
136	Liu J. Y. ACS Catal. 2017, 7, 34.
137	Jones J. ; Xiong H. F. ; Delariva A. T. ; Peterson E. J. ; Pham H. ; Challa S. R. ; Qi G. S. ; Oh S. ; Wiebenga M. H. ; Hernandez X. I. P. ; et al Science 2016, 353, 150.
138	Lang R. ; Li T. ; Matsumura D. ; Miao S. ; Ren Y. ; Cui Y. T. ; Tan Y. ; Qiao B. ; Li L. ; Wang A. ; et al Angew. Chem. Int. Ed. 2016, 55, 16054.
139	Lin J. ; Wang A. Q. ; Qiao B. T. ; Liu X. Y. ; Yang X. F. ; Wang X. D. ; Liang J. X. ; Li J. X. ; Liu J. Y. ; Zhang T. J. Am. Chem. Soc. 2013, 135, 15314.
140	Yang S. ; Kim J. ; Tak Y. J. ; Soon A. ; Lee H. Angew. Chem. Int. Ed. 2016, 55, 2058.
141	Yin P. ; Yao T. ; Wu Y. ; Zheng L. ; Lin Y. ; Liu W. ; Ju H. ; Zhu J. ; Hong X. ; Deng Z. ; et al Angew. Chem. Int. Ed. 2016, 55, 10800.
142	Ding K. ; Gulec A. ; Johnson A. M. ; Schweitzer N. M. ; Stucky G. D. ; Marks L. D. ; Stair P. C. Science 2015, 350, 189.
143	Sun S. H. ; Zhang G. X. ; Gauquelin N. ; Chen N. ; Zhou J. G. ; Yang S. L. ; Chen W. F. ; Meng X. B. ; Geng D. S. ; Banis M. N. ; et al Sci. Rep. 2013, 3, 1775.
144	Stambula S. ; Gauquelin N. ; Bugnet M. ; Gorantla S. ; Turner S. ; Sun S. ; Liu J. ; Zhang G. ; Sun X. ; Botton G. A. J. Phys. Chem. C 2014, 118, 3890.
145	Yan H. ; Cheng H. ; Yi H. ; Lin Y. ; Yao T. ; Wang C. ; Li J. ; Wei S. ; Lu J. J. Am. Chem. Soc. 2015, 137, 10484.
146	Huang X. ; Xia Y. ; Cao Y. ; Zheng X. ; Pan H. ; Zhu J. ; Ma C. ; Wang H. ; Li J. ; You R. ; et al Nano Res. 2017, 10, 1302.
147	Cao Y. ; Chen S. ; Luo Q. ; Yan H. ; Lin Y. ; Liu W. ; Cao L. ; Lu J. ; Yang J. ; Yao T. ; et al Angew. Chem. Int. Ed. 2017, 56, 12191.
148	Wang C. ; Gu X. K. ; Yan H. ; Lin Y. ; Li J. ; Liu D. ; Li W. X. ; Lu J. ACS Catal. 2017, 7, 887.
149	Lu J. ; Cheng L. ; Lau K. C. ; Tyo E. ; Luo X. ; Wen J. ; Miller D. ; Assary R. S. ; Wang H. H. ; Redfern P. ; et al Nat. Commun. 2014, 5, 4895.
150	Nesselberger M. ; Roefzaad M. ; Hamou R. F. ; Biedermann P. U. ; Schweinberger F. F. ; Kunz S. ; Schloegl K. ; Wiberg G. K. H. ; Ashton S. ; Heiz U. ; et al Nat. Mater. 2013, 12, 919.
151	Yoon B. ; Hakkinen H. ; Landman U. ; Worz A. S. ; Antonietti J. M. ; Abbet S. ; Judai K. ; Heiz U. Science 2005, 307, 403.
152	Li Z. Y. ; Young N. P. ; Di Vece M. ; Palomba S. ; Palmer R. E. ; Bleloch A. L. ; Curley B. C. ; Johnston R. L. ; Jiang J. ; Yuan J. Nature 2008, 451, 46.
153	Yan H. ; Lin Y. ; Wu H. ; Zhang W. H. ; Sun Z. H. ; Cheng H. ; Liu W. ; Wang C. L. ; Li J. J. ; Huang X. H. ; et al Nat. Commun. 2017, 8, 1070.
154	Fu Q. ; Li W. X. ; Yao Y. X. ; Liu H. Y. ; Su H. Y. ; Ma D. ; Gu X. K. ; Chen L. M. ; Wang Z. ; Zhang H. ; et al Science 2010, 328, 1141.
155	Chen G. X. ; Zhao Y. ; Fu G. ; Duchesne P. N. ; Gu L. ; Zheng Y. P. ; Weng X. F. ; Chen M. S. ; Zhang P. ; Pao C. W. ; et al Science 2014, 344, 495.
156	Rodriguez J. A. ; Ma S. ; Liu P. ; Hrbek J. ; Evans J. ; Perez M. Science 2007, 318, 1757.
157	Zhao G. F. ; Yang F. ; Chen Z. J. ; Liu Q. F. ; Ji Y. J. ; Zhang Y. ; Niu Z. Q. ; Mao J. J. ; Bao X. H. ; Hu P. J. ; et al Nat. Commun. 2017, 8, 14039.
158	Lunkenbein T. ; Schumann J. ; Behrens M. ; Schlogl R. ; Willinger M. G. Angew. Chem. Int. Ed. 2015, 54, 4544.
159	Kattel S. ; Ramirez P. J. ; Chen J. G. ; Rodriguez J. A. ; Liu P. Science 2017, 355, 1296.
160	Lei Y. ; Lee S. ; Low K. B. ; Marshall C. L. ; Elam J. W. ACS Catal. 2016, 6, 3457.
161	Gao Z. ; Dong M. ; Wang G. Z. ; Sheng P. ; Wu Z. W. ; Yang H. M. ; Zhang B. ; Wang G. F. ; Wang J. G. ; Qin Y. Angew. Chem. Int. Ed. 2015, 54, 9006.
162	Yi H. ; Xia Y. ; Yan H. ; Lu J. Chin. J. Catal. 2017, 38, 1581.
163	Liu X. ; Zhu Q. Q. ; Lang Y. ; Cao K. ; Chu S. Q. ; Shan B. ; Chen R. Angew. Chem. Int. Ed. 2017, 56, 1648.
164	Haruta M. Chem. Record 2003, 3, 75.
165	Wang C. L. ; Wang H. W. ; Yao Q. ; Yan H. ; Li J. J. ; Lu J. L. J. Phys. Chem. C 2016, 120, 478.
166	Yao Q. ; Wang C. L. ; Wang H. W. ; Yan H. ; Lu J. L. J. Phys. Chem. C 2016, 120, 9174.
167	Gao Z. ; Qin Y. Acc. Chem. Res. 2017, 50, 2309.
168	Li J. J. ; Lu J. L. Chin. J. Chem. Phys. 2017, 30, 319.
169	den Breejen J. P. ; Radstake P. B. ; Bezemer G. L. ; Bitter J. H. ; Froseth V. ; Holmen A. ; de Jong K. P. J. Am. Chem. Soc. 2009, 131, 7197.
170	Kuhn J. N. ; Huang W. ; Tsung C. K. ; Zhang Y. ; Somorjai G. A. J. Am. Chem. Soc. 2008, 130, 14026.
171	Reske R. ; Mistry H. ; Behafarid F. ; Cuenya B. R. ; Strasser P. J. Am. Chem. Soc. 2014, 136, 6978.
172	Englisch M. ; Jentys A. ; Lercher J. A. J. Catal. 1997, 166, 25.
173	Galvis H. M. T. ; Bitter J. H. ; Davidian T. ; Ruitenbeek M. ; Dugulan A. I. ; de Jong K. P. J. Am. Chem. Soc. 2012, 134, 16207.
174	Cao S. W. ; Tao F. ; Tang Y. ; Li Y. T. ; Yu J. G. Chem. Soc. Rev. 2016, 45, 4747.
175	Lu J. L. ; Fu B. S. ; Kung M. C. ; Xiao G. M. ; Elam J. W. ; Kung H. H. ; Stair P. C. Science 2012, 335, 1205.
176	Feng H. ; Lu J. L. ; Stair P. C. ; Elam J. W. Catal. Lett. 2011, 141, 512.
177	Lu J. L. ; Liu B. ; Guisinger N. P. ; Stair P. C. ; Greeley J. P. ; Elam J. W. Chem. Mater. 2014, 26, 6752.
178	Huff M. ; Schmidt L. D. J. Phys. Chem. 1993, 97, 11815.
179	Helveg S. ; Lopez-Cartes C. ; Sehested J. ; Hansen P. L. ; Clausen B. S. ; Rostrup-Nielsen J. R. ; Abild-Pedersen F. ; Norskov J. K. Nature 2004, 427, 426.
180	Zhang H. B. ; Gu X. K. ; Canlas C. ; Kropf A. J. ; Aich P. ; Greeley J. P. ; Elam J. W. ; Meyers R. J. ; Dumesic J. A. ; Stair P. C. ; et al Angew. Chem. Int. Ed. 2014, 53, 12132.
181	Cai J. ; Zhang J. ; Cao K. ; Gong M. ; Lang Y. ; Liu X. ; Chu S. ; Shan B. ; Chen R. ACS Appl. Nano Mater. 2018, 1, 522.
182	Cao K. ; Shi L. ; Gong M. ; Cai J. M. ; Liu X. ; Chu S. Q. ; Lang Y. ; Shan B. ; Chen R. Small 2017, 13, 1700648.
183	Ding L. ; Yi H. ; Zhang W. ; You R. ; Cao T. ; Yang J. ; Lu J. ; Huang W. ACS Catal. 2016, 6, 3700.
184	Hu Q. M. ; Wang S. ; Gao Z. ; Li Y. Q. ; Zhang Q. ; Xiang Q. ; Qin Y. Appl. Catal. B: Environ. 2017, 218, 591.
185	Gounder R. ; Iglesia E. Chem. Commun. 2013, 49, 3491.
186	Canivet J. ; Fateeva A. ; Guo Y. M. ; Coasne B. ; Farrusseng D. Chem. Soc. Rev. 2014, 43, 5594.
187	Zhang H. B. ; Pan X. L. ; Han X. W. ; Liu X. M. ; Wang X. F. ; Shen W. L. ; Bao X. H. Chem. Sci. 2013, 4, 1075.
188	Yi H. ; Du H. ; Hu Y. ; Yan H. ; Jiang H. L. ; Lu J. ACS Catal. 2015, 5, 2735.
189	El Kolli N. ; Delannoy L. ; Louis C. J. Catal. 2013, 297, 79.
190	Hugon A. ; Delannoy L. ; Krafft J. M. ; Louis C. J. Phys. Chem. C 2010, 114, 10823.
191	Canlas C. P. ; Lu J. L. ; Ray N. A. ; Grosso-Giordano N. A. ; Lee S. ; Elam J. W. ; Winans R. E. ; Van Duyne R. P. ; Stair P. C. ; Notestein J. M. Nat. Chem. 2012, 4, 1030.
192	Bartholomew C. H. Appl. Catal. A: Gen. 2001, 212, 17.
193	Wanke S. E. J. Catal. 1977, 46, 234.
194	Campbell C. T. ; Parker S. C. ; Starr D. E. Science 2002, 298, 811.
195	O'Neill B. J. ; Jackson D. H. K. ; Crisci A. J. ; Farberow C. A. ; Shi F. Y. ; Alba-Rubio A. C. ; Lu J. L. ; Dietrich P. J. ; Gu X. K. ; Marshall C. L. ; et al Angew. Chem. Int. Ed. 2013, 52, 13808.
196	Zheng F. F. ; Li Q. ; Zhang H. ; Wong W. Z. ; Yin X. D. ; Zheng Y. P. ; Huang C. J. ; Wan H. L. Acta Phys. -Chim. Sin. 2017, 33, 1689.
196	郑芳芳; 李倩; 张宏; 翁维正; 伊晓东; 郑燕萍; 黄传敬; 万惠霖. 物理化学学报, 2017, 33, 1689.
197	Seipenbusch M. ; Binder A. J. Phys. Chem. C 2009, 113, 20606.
198	Yu K. ; Wu Z. ; Zhao Q. ; Li B. ; Xie Y. J. Phys. Chem. C 2008, 112, 2244.
199	Arnal P. M. ; Comotti M. ; Schuth F. Angew. Chem. Int. Ed. 2006, 45, 8224.
200	Zhang H. ; Canlas C. ; Jeremy Kropf A. ; Elam J. W. ; Dumesic J. A. ; Marshall C. L. J. Catal. 2015, 326, 172.
201	Gould T. D. ; Izar A. ; Weimer A. W. ; Falconer J. L. ; Medlin J. W. ACS Catal. 2014, 4, 2714.
202	O'Neill B. J. ; Sener C. ; Jackson D. H. K. ; Kuech T. F. ; Dumesic J. A. ChemSusChem 2014, 7, 3247.
203	Wang C. L. ; Lu J. L. Chin. J. Chem. Phys. 2016, 29, 571.
204	Lee J. C. ; Jackson D. H. K. ; Li T. ; Winans R. E. ; Dumesic J. A. ; Kuech T. F. ; Huber G. W. Energy Environ. Sci. 2014, 7, 1657.
205	Onn T. M. ; Zhang S. Y. ; Arroyo-Ramirez L. ; Chung Y. C. ; Graham G. W. ; Pan X. Q. ; Gorte R. J. ACS Catal. 2015, 5, 5696.
206	Ge Q. J. ; Huang Y. M. ; Qiu F. Y. ; Li S. B. Appl. Catal. A: Gen. 1998, 167, 23.
207	Ema T. ; Miyazaki Y. ; Koyama S. ; Yano Y. ; Sakai T. Chem. Commun. 2012, 48, 4489.
208	Guo X. G. ; Fang G. Z. ; Li G. ; Ma H. ; Fan H. J. ; Yu L. ; Ma C. ; Wu X. ; Deng D. H. ; Wei M. M. ; et al Science 2014, 344, 616.
209	Kang J. ; Cheng K. ; Zhang L. ; Zhang Q. ; Ding J. ; Hua W. ; Lou Y. ; Zhai Q. ; Wang Y. Angew. Chem. Int. Ed. 2011, 123, 5306.
210	Alba-Rubio A. C. ; O'Neill B. J. ; Shi F. ; Akatay C. ; Canlas C. ; Li T. ; Winans R. ; Elam J. W. ; Stach E. A. ; Voyles P. M. ; et al ACS Catal. 2014, 4, 1554.
211	Ge H. B. ; Zhang B. ; Gu X. M. ; Liang H. J. ; Yang H. M. ; Gao Z. ; Wang J. G. ; Qin Y. Angew. Chem. Int. Ed. 2016, 55, 7081.

[1]	朱锐杰, 康磊磊, 李林, 潘晓丽, 王华, 苏杨, 李广亿, 程鸿魁, 李仁贵, 刘晓艳, 王爱琴. WO₃-TiO₂负载的Pt单原子催化剂光热协同催化丙烷和丙烯氧化[J]. 物理化学学报, 2024, 40(1): 2303003 - .
[2]	罗耀武, 王定胜. 单原子催化剂电子结构调控实现高效多相催化[J]. 物理化学学报, 2023, 39(9): 2212020 -0 .
[3]	宋千伟, 何观朝, 费慧龙. 基于单原子催化剂的光热催化转化：原理和应用[J]. 物理化学学报, 2023, 39(9): 2212038 -0 .
[4]	王晶晶, 曹贵强, 段瑞贤, 李向阳, 李喜飞. 金属单原子催化剂增强硫正极动力学的研究进展[J]. 物理化学学报, 2023, 39(5): 2212005 -0 .
[5]	卢尔君, 陶俊乾, 阳灿, 侯乙东, 张金水, 王心晨, 付贤智. 碳包覆Pd/TiO₂光催化产氢协同胺类选择性氧化合成亚胺[J]. 物理化学学报, 2023, 39(4): 2211029 -0 .
[6]	陈宇新, 王丽君, 姚志波, 郝磊端, 谭心怡, Masa Justus, Robertson Alex W., 孙振宇. 单原子配位结构及与载体相互作用的调控用于二氧化碳电催化还原[J]. 物理化学学报, 2022, 38(11): 2207024 -0 .
[7]	周君慧, 敖志敏, 安太成. 基于密度泛函理论下H₂S在单原子催化剂V/Ti₂CO₂上的分解机理研究[J]. 物理化学学报, 2021, 37(8): 2007086 - .
[8]	周雪梅. 二氧化钛负载单原子催化剂用于光催化反应的研究[J]. 物理化学学报, 2021, 37(6): 2008064 - .
[9]	王甜, 张太阳, 陈悦天, 赵一新. ALD-Al₂O₃涂层保护的高抗湿5-氨基戊酸铰链甲胺铅溴钙钛矿薄膜[J]. 物理化学学报, 2021, 37(4): 2007021 - .
[10]	唐小龙,张盛辉,于婧,吕春晓,迟雨晴,孙君伟,宋誉,袁丁,马兆立,张立学. 多孔氮化钛载体上铂催化剂的原子层沉积制备及其催化氧气还原性能[J]. 物理化学学报, 2020, 36(7): 1906070 - .
[11]	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 .
[12]	郝旭强,杨浩,靳治良,续京,敏世雄,吕功煊. 类石墨烯C₃N₄纳米片光催化分解水制氢中的量子限域效应[J]. 物理化学学报, 2016, 32(10): 2581 -2592 .
[13]	韩冰, 褚月英, 郑安民, 邓风. 分子筛限域孔道中吡啶的吸附结构和能量[J]. 物理化学学报, 2012, 28(02): 315 -323 .
[14]	孙大立, 彭盛霖, 欧阳俊, 欧阳方平. 孔洞石墨烯纳米带的电子输运性质[J]. 物理化学学报, 2011, 27(05): 1103 -1107 .
[15]	余保龙, 吴晓春, 邹炳锁, 张桂兰, 汤国庆, 陈文驹. 介电限域效应对SnO₂纳米微粒光学特性的影响[J]. 物理化学学报, 1994, 10(02): 103 -106 .

原子层沉积：一种多相催化剂“自下而上”气相制备新策略

Atomic Layer Deposition: A Gas Phase Route to Bottom-up Precise Synthesis of Heterogeneous Catalyst

RichHTML

PDF

赞

可视化

摘要/Abstract

引用本文

使用本文

参考文献

相关文章 15

Metrics

推荐阅读 0