Small: 多孔贵金属电催化剂的合成、性能及发展
雨辰 雨辰 2021-03-18

活性位点(固有活性,数量和分布),电子转移和质量扩散是影响电催化剂性能的三个重要因素。多孔贵金属由内置于各种网络结构中的高活性组分组成,是一种具有广泛应用前景的电催化剂。近年来,在多孔贵金属电催化领域中,人们为探索新的有效合成方法并建立结构-性能关系做出了巨大的努力。

有鉴于此,南开大学陈铁红教授等人,综述了近年来多孔贵金属制备策略的研究进展,包括对传统制备方法的创新和深入理解。讨论了多孔贵金属结构与电催化性能之间的关系,如活性位点的可及性、骨架结构的连通性、通道尺寸和分层结构。

本文要点

1本综述所涉及的多孔贵金属合成策略的主要因素如下:1)贵金属前驱体与模板的相互作用强度。2)模板形态:模板的大小和形态无疑决定了贵金属的多孔结构。3)还原剂的选择: 调节还原剂的种类和还原性可以控制贵金属的成核途径,生长方向,还原速率和顺序,进而影响贵金属颗粒的组成,堆积形式和密度。4)贵金属性质: 还需要考虑迁移能力,交联能力以及模板去除引起的形态变化。5)生长单元的原位结构:不同配体和金属离子形成的生长单元可能与最终产物的形态有关,更深入的关系仍值得研究。

2对于电催化,构造具有多孔结构的贵金属或合金是平衡催化剂的催化活性和稳定性并合成高性能催化剂的重要策略。同样,多孔结构改善了催化剂的稳定性,同时保持了尽可能多的活性位点。催化剂中较小的孔增加了催化剂的ECSA,而较大的孔则有利于物质的传输。多个孔结构的组合可以同时优化催化活性位点的数量及其利用率。当催化剂的一维尺寸达到微米级以上时,例如多孔纳米线,纳米管和3D空间网络,连续的网络结构将使催化剂具有出色的电导率。

参考文献:

Zhipeng Su et al. Porous Noble Metal Electrocatalysts: Synthesis, Performance, and Development. Small, 2021.

DOI: 10.1002/smll.202005354

https://doi.org/10.1002/smll.202005354


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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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