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| 1 | 导电金属有机框架材料在电催化中的成就,挑战和机遇显示文摘开发用于各种能量转化过程的新型催化剂对于满足绿色和可持续能源的需求至关重要。由于其具有可调节的晶体结构,显著的化学和物理性质以及稳定性,金属有机骨架(MOFs)已经广泛应用于电化学能量转换领域,比如CO_(2)还原反应、N_(2)还原反应、析氧反应、析氢反应和氧还原反应。更重要的是,MOFs具有可调节的化学环境、孔径和孔隙率,这些性质将促进反应物在多孔网络中的扩散,从而改善其电催化性能。但是,由于高的电荷转移能垒和受限的自由载流子,大多数MOFs展示了差的导电性,阻碍了其多样化应用。在先前的报道中,MOFs常被用作多孔基质来限制纳米颗粒生长或经退火处理作为共掺杂电催化剂。而导电MOFs不仅结合了传统MOFs的优点,还具有电子导电性和高电催化活性,使其无需退火处理就可以通过电子或离子途径实现导电,从而极大提高了电催化性能,这有助于拓宽其在电化学能源领域或其他方面的潜在应用。在一些催化反应中,导电MOFs的催化活性甚至超过了商业化的RuO_(2)催化剂或Pt基催化剂。本文主要总结了构建导电MOFs的机制,并概述了其合成方法,如水/溶剂热合成和界面辅助合成。此外,本文阐述了导电MOFs在电催化应用中的最新研究进展。值得一提的是,导电MOFs的形态和结构可改变底物与MOFs之间的界面接触,从而影响其催化性能,需要进一步深入研究。基于系统的合成策略,在未来可以根据各种电催化反应的需求设计合成更多的导电MOFs。高性能的导电MOF基催化剂将有望获得突破。 | 高增强 王聪勇 李俊俊 朱亚廷 张志成 胡文平 | 2021 | 物理化学学报2021，37，7： | 9 |
| 2 | 基于限域特性的电催化剂调控显示文摘开发高效催化剂是促进包括电能源、碳循环等洁净新能源技术发展的关键。这些新型物质能源转换过程往往涉及光子、电子、质子等量子尺度的粒子转换,而常规纳米尺度催化剂调控策略已略显困难。原子分子尺度的限域空间带来的强相互作用、强分子碰撞,一方面增加了反应几率,另一方面显著影响了内部分子/原子的电子结构。更为重要的是,限域空间赋予了内部物质不同于开放体系下的特性。这些限域特性在调控催化剂上展现出巨大优势。本文从限域角度出发,综述利用原子、分子尺度限域特性对电催化剂分子构型、配位结构、电荷转移填充、介观调控、催化剂表面能量场的调控机制与方法,以及在燃料电池、物质能源转换方面的应用和未来发展方向的展望。 | 郑堂飞 蒋金霞 王健 胡素芳 丁炜 魏子栋 | 2021 | 物理化学学报2021，37，11： | 3 |
| 3 | 精准纳米合成显示文摘纳米材料因具有独特的光、电、磁、力学、催化等性质,已成为当今化学,物理和材料领域中最富有活力、对未来经济和社会发展有着十分重要影响的研究对象。自从上世纪80年代至今,经由超细粉体、纳米粉体等发展到尺寸/晶面可控的单分散纳米晶、纳米线/管阵列及二维范德华异质结,对其性质的探索由单纯追求小尺寸、大比表面积向系统研究其物理和化学性质转变. | 唐智勇 | 2020 | 物理化学学报2020，36，9： | 2 |
| 4 | 基于微流控技术平台的Pt基三元电催化剂高通量合成和筛选显示文摘高性能铂基电催化剂的高效合成和筛选对于加速其在各个领域的进一步发展和应用具有重要意义。微流控高通量技术在铂基电催化剂的合成参数优化应用方面具有巨大的潜力。然而,缺少性能评估的微流控高通量合成无法最大限度地发挥其优势。在这项工作中,我们构建了将材料的高通量合成与高通量筛选相结合的多功能平台。该平台的微流控芯片可以生成三种不同前驱体金属离子的20级浓度梯度。微反应器阵列具有100个微通道,用于材料合成和电化学表征。利用该平台我们合成了5组铂基三元电催化剂(共计100种不同的组分),并进行了电化学表征,直接确定了Pt基三元电催化剂对析氧反应的最佳组成。这表明我们所构建微流控高通量平台具有高效性和灵活性,可大大缩短了新材料开发和材料性能优化的周期。 | 胡洋 刘斌 徐路遥 董自强 仵亚婷 刘杰 钟澄 胡文彬 | 2023 | 物理化学学报2023，39，3： | 1 |
| 5 | 氧气在碳化钨负载的铜-金合金单层上吸附与解离的第一性原理研究显示文摘采用基于密度泛函理论的第一性原理方法研究了碳化钨负载的铜-金合金单层催化剂对氧气吸附和解离性质的影响.通过比较碳化钨负载的纯金单层与铜掺杂的合金单层的电荷布局,发现掺杂铜可以创造新的活性位点,改变氧气的吸附构型,改善氧气的吸附和解离性质.进一步探究了氧气在Cu_(1)Au_(8)/WC(0001),Cu_(2)Au_(7)/WC(0001)上的解离过程,发现:氧气在Cu_(2)Au_(7)/WC(0001)上解离势垒仅为0.64 eV,远低于在纯金单层上的1.56 eV,表明铜掺杂有效促进了氧气的解离.铜掺杂后的单层结构变化预示了在单层产生了配位效应和局部应力效应.电荷布局和态密度结果表明铜掺杂促进了单层上电荷的重新分布,加强了氧气分子与基底的电荷转移和轨道杂化,从而增强了对氧气的吸附.当前的研究结果阐明了碳化钨负载合金单层对氧气分解的促进作用和机理,为设计更加高效廉价的氧还原反应催化剂奠定理论基础. | 常青芳 张喜林 | 2022 | 原子与分子物理学报2022，39，4： | 1 |
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