殷宗友/杜亚平AM: 稀土掺杂合金催化剂:合成、性能和应用
雨辰 雨辰 2021-03-13

为了提高金属催化剂的性能,合金化提供了一种设计最新材料的有效方法。作为新兴的功能材料,稀土金属化合物能够将稀土元素独特的轨道结构和催化行为整合到金属材料中。这种含稀土的合金催化剂提供了一个调整电子性能、调节带电载流子的传输并协同表面反应性的机会,有望显著提高催化的性能和稳定性。尽管具有重要意义,但目前对于含稀土合金或相关主题的评论很少。

有鉴于此,澳大利亚国立大学殷宗友和南开大学杜亚平教授等人,综述了稀土合金的组成、合成及其在催化领域中的应用。在对现有工作进行全面总结和建设性讨论之后,对稀土金属复合材料未来研究的挑战和可能性进行了评估。

本文要点

1综述了不同类型稀土合金催化剂在能量转换领域的应用,为下一代稀土合金催化剂的设计和应用提供了有价值的参考。还强调了稀土元素在合金催化剂中的最新发展,以改进或最大限度地利用它们在电催化反应(如HER、OER、ORR、EOR)和热催化反应(如AHR、NHR、CMR、ASR和SCR)中的应用。最后讨论、强调和总结了稀土合金催化剂的一些问题和挑战。

2稀土合金代表了材料化学,催化和能量转化领域中最有活力和最有前途的研究主题。与不含稀土元素的合金相比,稀土合金不仅具有前者的所有优点,而且稀土合金在反应活性,选择性和稳定性等各个方面都表现出更好的催化性能。通过调整合成方法,可以精确设计稀土合金的成分元素和结构形状,直接影响表面原子的结构,从而获得优异的催化性能。与不含稀土元素的合金催化剂取得的重大进展相比,由于带来的挑战和制约因素,稀土合金,特别是具有高比表面积的稀土合金的合成仍处于发展初期。稀土金属具有复杂的热力学和较低的氧化还原电位。尽管存在许多问题和挑战,但对稀土合金催化剂的研究仍在迅速发展。

参考文献:

Shuai Zhang et al. Rare‐Earth Incorporated Alloy Catalysts: Synthesis, Properties, and Applications. Advanced Materials, 2021.

DOI: 10.1002/adma.202005988

https://doi.org/10.1002/adma.202005988



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催化;燃料电池;多孔炭材料;炭气凝胶;隔热

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