Cu-Based Tandem Catalysts for Electrochemical CO2 Reduction

Yongxia Shi ,  Man Hou ,  Junjun Li ,  Li Li ,  Zhicheng Zhang

Citation:  Yongxia Shi, Man Hou, Junjun Li, Li Li, Zhicheng Zhang. Cu-Based Tandem Catalysts for Electrochemical CO2 Reduction[J]. Acta Physico-Chimica Sinica, 2022, 38(11): 220602. doi: 10.3866/PKU.WHXB202206020 shu

铜基串联催化剂电催化CO2还原的研究进展

    通讯作者: 张志成, zczhang19@tju.edu.cn
  • 基金项目:

    国家自然科学基金 22071172

摘要: 化石燃料的燃烧和其他人类活动排放了大量的CO2气体,引发了诸多环境问题。电催化CO2还原反应(CO2RR)可以储存间歇可再生能源,实现人为闭合碳循环,被认为是获得高附加值化学品和燃料的有效途径。电催化CO2RR涉及多个电子-质子转移步骤,其中*CO通常被认为是关键中间体。铜由于对*CO具有合适的吸附能,已被广泛证明是唯一能够有效地将CO2还原为碳氢化合物和含氧化合物的金属催化剂。然而,纯Cu稳定性差、产品选择性低、过电位高,阻碍了工业级多碳产品的生产。构筑Cu基串联催化剂是提高CO2RR性能的一种有前途的策略。本文首先介绍电催化CO2RR的反应路线和串联机理。然后,系统地总结铜基串联催化剂对电催化CO2RR的最新研究进展。最后,提出合理设计和可控合成新型电催化CO2RR串联催化剂面临的挑战和机遇。

English

    1. [1]

      Mikkelsen, M.; Jørgensen, M.; Krebs, F. C. Energy Environ. Sci. 2010, 3, 43. doi: 10.1039/B912904A

    2. [2]

      Spinner, N. S.; Vega, J. A.; Mustain, W. E. Catal. Sci. Technol. 2012, 2, 19. doi: 10.1039/C1CY00314C

    3. [3]

      Zhu, D.; Liu, J.; Qiao, S. Adv. Mater. 2016, 28, 3423. doi: 10.1002/adma.201504766

    4. [4]

      Pierrehumbert, R. T. Am. Inst. Phys. 2011, 1401, 232. doi: 10.1063/1.3653855

    5. [5]

      Lacis, A. A.; Schmidt, G. A.; Rind, D.; Ruedy, R. A. Science 2010, 330, 356. doi: 10.1126/science.119065

    6. [6]

      Möller, F. J. Geophys. Res. 1963, 68, 3877. doi: 10.1029/JZ068i013p03877

    7. [7]

      Canadell, J. G.; Quéré, C. L.; Raupach, M. R.; Field, C. B.; Buitenhuis, E. T.; Ciais, P.; Conway, T. J.; Gillett, N. P.; Houghton, R. A.; Marland, G. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 2007, 104, 18866. doi: 10.1073/pnas.0702737104

    8. [8]

      Myers, S. S.; Zanobetti, A.; Kloog, I.; Huybers, P.; Leakey, A. D. B.; Bloom, A. J.; Carlisle, E.; Dietterich, L. H.; Fitzgerald, G.; Hasegawa, T.; et al. Nature 2014, 510, 139. doi: 10.1038/nature13179

    9. [9]

      Pearson, P. N.; Palmer, M. R. Nature 2000, 406, 695. doi: 10.1038/35021000

    10. [10]

      Schimel, D.; Stephens, B. B.; Fisher, J. B. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 2015, 112, 436. doi: 10.1073/pnas.1407302112

    11. [11]

      Raupach, M. R.; Marland, G.; Ciais, P.; Quéré, C. L.; Canadell, J. G.; Klepper, G.; Field, C. B. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 2007, 104, 10288. doi: 10.1073/pnas.0700609104

    12. [12]

      Gao, S.; Sun, Z. T.; Liu, W.; Jiao, X. C.; Zu, X. L.; Hu, Q. T.; Sun, Y. F.; Yao, T.; Zhang, W. H.; Wei, S. Q.; Xie, Y. Nat. Commun. 2017, 8, 14503. doi: 10.1038/ncomms14503

    13. [13]

      Qiao, J. L.; Liu, Y. Y.; Hong, F.; Zhang, J. J. Chem. Soc. Rev. 2014, 43, 631. doi: 10.1039/C3CS60323G

    14. [14]

      Arakawa, H.; Aresta, M.; Armor, J. N.; Barteau, M. A.; Beckman, E. J.; Bell, A. T.; Bercaw, J. E.; Creutz, C.; Dinjus, E.; Dixon, D. A. Chem. Rev. 2001, 101, 953. doi: 10.1021/cr000018s

    15. [15]

      Whipple, D. T.; Kenis, P. J. A. J. Phys. Chem. Lett. 2010, 1, 3451. doi: 10.1021/jz1012627

    16. [16]

      Seh, Z. W.; Kibsgaard, J.; Dickens, C. F.; Chorkendorff, I.; Norskov, J. K.; Jaramillo, T. F. Science 2017, 355, eaad4998. doi: 10.1126/science.aad4998

    17. [17]

      Montoya, J. H.; Seitz, L. C.; Chakthranont, P.; Vojvodic, A.; Jaramillo, T. F.; Nørskov, J. K. Nat. Mater. 2017, 16, 70. doi: 10.1038/nmat4778

    18. [18]

      Appel, A. M.; Bercaw, J. E.; Bocarsly, A. B.; Dobbek, H.; DuBois, D. L.; Dupuis, M.; Ferry, J. G.; Fujita, E.; Hille, R.; Kenis, P. J. A.; et al. Chem. Rev. 2013, 113, 6621. doi: 10.1021/cr300463y

    19. [19]

      Gattrell, M.; Gupta, N.; Co, A. Energy Convers. Manage. 2007, 48, 1255. doi: 10.1016/j.enconman.2006.09.019

    20. [20]

      Costentin, C.; Robert, M.; Saveant, J. -M. Chem. Soc. Rev. 2013, 42, 2423. doi: 10.1039/C2CS35360A

    21. [21]

      Hori, Y.; Murata, A.; Takahashi, R. J. Chem. Soc. Faraday Trans. 1 1989, 85, 2309. doi: 10.1039/f19898502309

    22. [22]

      Garza, A. J.; Bell, A. T.; Head-Gordon, M. ACS Catal. 2018, 8, 1490. doi: 10.1021/acscatal.7b03477

    23. [23]

      Ma, M.; Djanashvili, K.; Smith, W. A. Angew. Chem. Int. Ed. 2016, 55, 6680. doi: 10.1002/anie.201601282

    24. [24]

      Hori, Y.; Takahashi, I.; Koga, O.; Hoshi, N. J. Phys. Chem. B 2002, 106, 15. doi: 10.1021/jp013478d

    25. [25]

      Schouten, K. J. P.; Kwon, Y.; van der Ham, C. J. M.; Qin, Z.; Koper, M. T. M. Chem. Sci. 2011, 2, 1902. doi: 10.1039/C1SC00277E

    26. [26]

      Takahashi, I.; Koga, O.; Hoshi, N.; Hori, Y. J. Electroanal. Chem. 2002, 533, 135. doi: 10.1016/S0022-0728(02)01081-1

    27. [27]

      Hahn, C.; Hatsukade, T.; Kim, Y. -G.; Vailionis, Arturas.; Baricuatro, J. H.; Higgins, D. C.; Nitopi, S. A.; Soriaga, M. P.; Jaramillo, T. F. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 2017, 114, 5918. doi: 10.1073/pnas.1618935114

    28. [28]

      Yuan, J.; Zhang, J. J.; Yang, M. P.; Meng, W. J.; Wang, H.; Lu, J. X. Catalysts 2018, 8, 171. doi: 10.3390/catal8040171

    29. [29]

      Zhuang, T. T.; Pang, Y. J.; Liang, Z. Q.; Wang, Z. Y.; Li, Y.; Tan, C. S.; Li, J.; Dinh, C. T.; De Luna, P.; Hsieh, P. L. Nat. Catal. 2018, 1, 946. doi: 10.1038/s41929-018-0168-4

    30. [30]

      Dutta, A.; Rahaman, M.; Luedi, N. C.; Mohos, M.; Broekmann, P. ACS Catal. 2016, 6, 3804. doi: 10.1021/acscatal.6b00770

    31. [31]

      Pang, Y. J.; Burdyny, T.; Dinh, C. T.; Kibria, M. G.; Fan, J. Z.; Liu, M.; Sargent, E. H.; Sinton, D. Green Chem. 2017, 19, 4023. doi: 10.1039/C7GC01677H

    32. [32]

      Loiudice, A.; Lobaccaro, P.; Kamali, E. A.; Thao, T.; Huang, B. H.; Ager, J. W.; Buonsanti, R. Angew. Chem. Int. Ed. 2016, 55, 5789. doi: 10.1002/anie.201601582

    33. [33]

      Iyengar, P.; Huang J. F.; De Gregorio, G. L.; Gadiyar, C.; Buonsanti, R. Chem. Commun. 2019 55, 8796. doi: 10.1039/C9CC02522G

    34. [34]

      Mistry, H.; Reske, R.; Zeng, Z. H.; Zhao, Z. J.; Greeley, J.; Strasser, P.; Cuenya, B. R. J. Am. Chem. Soc. 2014, 136, 16473. doi: 10.1021/ja508879j

    35. [35]

      Gao, D. F.; Zhou, H.; Wang, J.; Miao, S.; Yang, F.; Wang, G. X.; Wang, J. G.; Bao, X. H. J. Am. Chem. Soc. 2015, 137, 4288. doi: 10.1021/jacs.5b00046

    36. [36]

      Reske, R.; Mistry, H.; Behafarid, F.; Cuenya, B. R.; Strasser, P. J. Am. Chem. Soc. 2014, 136, 6978. doi: 10.1021/ja500328k

    37. [37]

      Mistry, H.; Varela, A. S.; Bonifacio, C. S.; Zegkinoglou, I.; Sinev, I.; Choi, Y. -W.; Kisslinger, K.; Stach, E. A.; Yang, J. C.; Strasser, P.; et al. Nat. Commun. 2016, 7, 12123. doi: 10.1038/ncomms12123

    38. [38]

      Xiao, H.; Goddard Ⅲ, W. A.; Cheng, T.; Liu, Y. Y. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 2017, 114, 6685. doi: 10.1073/pnas.1702405114

    39. [39]

      Zhang, L. Y.; Yang, S.; Lai, Y. K.; Liu, H.; Fan, Y. A.; Liu, C.; Wang, H. Y.; Chai, L. Y. Appl. Catal. B 2020, 265, 118556. doi: 10.1016/j.apcatb.2019.118556

    40. [40]

      Yang, S.; Liu, Z. L.; Yan, X.; Liu, C.; Zhang, Z. Y.; Liu, H.; Chai, L. Y. Energy Fuels 2019, 33, 11380. doi: 10.1021/acs.energyfuels.9b02376

    41. [41]

      Mudiyanselage, K.; Luo, S.; Kim, H. Y.; Yang, X. F.; Baber, A. E.; Hoffmann, F. M.; Senanayake, S.; Rodriguez, J. A.; Chen, J. G.; Liu, P.; et al. Catal. Today 2016, 263, 4. doi: 10.1016/j.cattod.2015.08.025

    42. [42]

      Yin, Z. Y.; Yu, C.; Zhao, Z. L.; Guo, X. F.; Shen, M.Q.; Li, N.; Muzzio, M.; Li, J. R.; Liu, Hu.; Lin, H. H.; et al. Nano Lett. 2019, 19, 8658. doi: 10.1021/acs.nanolett.9b03324

    43. [43]

      Buckley, A. K.; Lee, M.; Cheng, T.; Kazantsev, R. V.; Larson, D. M.; Goddard Ⅲ, W. A.; Toste, F. D.; Toma, F. M. J. Am. Chem. Soc. 2019, 141, 7355. doi: 10.1021/jacs.8b13655

    44. [44]

      Hoang, T. T. H.; Ma, S.; Gold, J. I.; Kenis, P. J. A.; Gewirth, A. A. ACS Catal. 2017, 7, 3313. doi: 10.1021/acscatal.6b03613

    45. [45]

      Han, Z. J.; Kortlever, R.; Chen, H. -Y.; Peters, J. C.; Agapie, T. ACS Cent. Sci. 2017, 3, 853. doi: 10.1021/acscentsci.7b00180

    46. [46]

      Clark, E. L.; Hahn, C.; Jaramillo, T. F.; Bell, A. T. J. Am. Chem. Soc. 2017, 139, 15848. doi: 10.1021/jacs.7b08607

    47. [47]

      Zhou, Y. S.; Che, F. L.; Liu, M.; Zou, C. Q.; Liang, Z. Q.; De Luna, P.; Yuan, H. F.; Li, J.; Wang, Z. Q.; Xie, H. P.; et al. Nat. Chem. 2018, 10, 974. doi: 10.1038/s41557-018-0092-x

    48. [48]

      Li, C. W.; Kanan, M. W. J. Am. Chem. Soc. 2012, 134, 7231. doi: 10.1021/ja3010978

    49. [49]

      Wang, X.; Wang, Z. Y.; Zhuang, T. -T.; Dinh, C. -T.; Li, J.; Nam, D. -H.; Li, F. W.; Huang, C. -W.; Tan, C. -S.; Chen, Z. T.; et al. Nat Commun. 2019, 10, 5186. doi: 10.1038/s41467-019-13190-6

    50. [50]

      Lum, Y.; Ager, J. W. Angew. Chem. Int. Ed. 2018, 57, 551. doi: 10.1002/anie.201710590

    51. [51]

      Verdaguer-Casadevall, A.; Li, C. W.; Johansson, T. P.; Scott, S. B.; McKeown, J. T.; Kumar, M.; Stephens, I. E. L.; Kanan, M. W.; Chorkendorff, I. J. Am. Chem. Soc. 2015, 137, 9808. doi: 10.1021/jacs.5b06227

    52. [52]

      Mariano, R. G.; McKelvey, K.; White, H. S.; Kanan, M. W. Science 2017, 358, 1187. doi: 10.1126/science.aao3691

    53. [53]

      Gu, Z. X.; Yang, N.; Han, P.; Kuang, M.; Mei, B. B.; Jiang, Z.; Zhong, J.; Li, L.; Zheng, G. F. Small Methods 2019, 3, 1800449. doi: 10.1002/smtd.201800449

    54. [54]

      Chang, X. X.; Wang, T.; Zhao, Z. J.; Yang, P. P.; Greeley, J.; Mu, R. T.; Zhang, G.; Gong, Z. M.; Luo, Z. B.; Chen, J.; et al. Angew. Chem. Int. Ed. 2018, 57, 15415. doi: 10.1002/anie.201805256

    55. [55]

      Bai, S. X.; Shao, Q.; Wang, P. T.; Dai, Q. G.; Wang, X. Y.; Huang, X. Q. J. Am. Chem. Soc. 2017, 139, 6827. doi: 10.1021/jacs.7b03101

    56. [56]

      Huang, J. F.; Mensi, M.; Oveisi, E.; Mantella, V.; Buonsanti, R. J. Am. Chem. Soc. 2019, 141, 2490. doi: 10.11/acscatal.9b081

    57. [57]

      Varandili, S. B.; Huang, J. F.; Oveisi, E.; De Gregorio, G. L.; Mensi, M.; Strach, M.; Vavra, J.; Gadiyar, C.; Bhowmik, A.; Buonsanti, R. ACS Catal. 2019, 9, 5035. doi: 10.1021/acscatal.9b00010

    58. [58]

      Kuhl, K. P.; Cave, E. R.; Abram, D. N.; Jaramillo, T. F. Energy Environ. Sci. 2012, 5, 7050. doi: 10.1039/C2EE21234J

    59. [59]

      Wang, N.; Miao, R. K.; Lee, G.; Vomiero, A.; Sinton, D.; Ip, A. H.; Liang, H. Y.; Sargent, E. H. SmartMat. 2021, 2, 12. doi: 10.1002/smm2.1018

    60. [60]

      Jhong, H. R. M.; Ma, S. C.; Kenis, P. J. Curr. Opin. Chem. Eng. 2013, 2, 191. doi: 10.1016/j.coche.2013.03.005

    61. [61]

      Ross, M. B.; De Luna, P.; Li, Y. F.; Dinh, C. -T.; Kim, D.; Yang, P. D.; Sargent, E. H. Nat. Catal. 2019, 2, 648. doi: 10.1038/s41929-019-0306-7

    62. [62]

      Nitopi, S.; Bertheussen, E.; Scott, S. B.; Liu, X. Y.; Engstfeld, A. K.; Horch, S.; Seger, B.; Stephens, I. E. L.; Chan, K.; Hahn, C.; et al. Chem. Rev. 2019, 119, 7610. doi: 10.1021/acs.chemrev.8b00705

    63. [63]

      Zhu, Y. T.; Cui, X. Y.; Liu, H. L.; Guo, Z. G.; Dang, Y. F.; Fan, Z. X.; Zhang, Z. C.; Hu, W. P. Nano Res. 2021, 14, 4471. doi: 10.1007/s12274-021-3448-2

    64. [64]

      Li, F. W.; Li, Y. C.; Wang, Z. Y.; Li, J.; Nam, D. -H.; Lum, Y.; Luo, M. C.; Wang, X.; Ozden, A.; Hung, S. -F.; et al. Nat. Catal. 2020, 3, 75. doi: 10.1038/s41929-019-0383-7

    65. [65]

      Wang, N.; Yao, K. L.; Vomiero, A.; Wang, Y. H.; Liang, H. Y. SmartMat. 2021, 2, 423. doi: 10.1002/smm2.1048

    66. [66]

      Bagger, A.; Ju, W.; Varela, A. S.; Strasser, P.; Rossmeisl, J. ChemPhysChem 2017, 18, 3266. doi: 10.1002/cphc.201700736

    67. [67]

      Li, C. W.; Ciston, J. Kanan, M. W. Nature 2014, 508, 504. doi: 10.1038/nature13249

    68. [68]

      Gao, J.; Zhang, H.; Guo, X. Y.; Luo, J. S.; Zakeeruddin, S. M.; Ren, D.; Grätzel, M. J. Am. Chem. Soc. 2019, 141, 18704. doi: 10.1021/jacs.9b07415

    69. [69]

      Jagadeesan, D. Appl. Catal. A 2016, 511, 59. doi: 10.1016/j.apcata.2015.11.033

    70. [70]

      Huang, Y. B.; Liang, J.; Wang, X. S.; Cao, R. Chem. Soc. Rev. 2017, 46, 126. doi: 10.1039/C6CS00250A

    71. [71]

      Fogg, D. E.; dos Santos, E. N. Coord. Chem. Rev. 2004, 248, 2365. doi: 10.1016/j.ccr.2004.05.012

    72. [72]

      Mata, J. A.; Hahn, F. E.; Peris, E. Chem. Sci. 2014, 5, 1723. doi: 10.1039/c3sc53126k

    73. [73]

      Zhou, J. Chem. Asian J. 2010, 5, 422. doi: 10.1002/asia.200900458

    74. [74]

      Camp, J. E. Eur. J. Org. Chem. 2017, 3, 425. doi: 10.1002/ejoc.201600803

    75. [75]

      Wasilke, J. C.; Obrey, S. J.; Baker, R. T.; Bazan, G. C. Chem. Rev. 2005, 105, 1001. doi: 10.1021/cr020018n

    76. [76]

      Shindoh, N.; Takemoto, Y.; Takasu, K. Chem. Eur. J. 2009, 15, 12168. doi: 10.1002/chem.200901486

    77. [77]

      Hori, Y.; Takahashi, R.; Yoshinami, Y.; Murata, A. J. Phys. Chem. B 1997, 101, 7075. doi: 10.1021/jp970284i

    78. [78]

      Wang, L.; Nitopi, S. A.; Bertheussen, E.; Orazov, M.; Morales-Guio, C. G.; Liu, X. Y.; Higgins, D. C.; Chan, K.; Nørskov, J. K.; Hahn, C.; et al. ACS Catal. 2018, 8, 7445. doi: 10.1021/acscatal.8b01200

    79. [79]

      Li, X. D.; Wang, S. M.; Li, L.; Sun, Y. F.; Xie, Y. J. Am. Chem. Soc. 2020, 142, 9567. doi: 10.1021/jacs.0c02973

    80. [80]

      Zhang, Y.; Guo, S. X.; Zhang, X. L.; Bond, A. M.; Zhang, J. Nano Today 2020, 31, 100835. doi: 10.1016/j.nantod.2019.100835

    81. [81]

      Woldu, A. R.; Huang, Z. L.; Zhao, P. X.; Hu, L. S.; Astruc, D. Coord. Chem. Rev. 2022, 454, 214340. doi: 10.1016/j.ccr.2021.214340

    82. [82]

      Ma, W. C.; He, X. Y.; Wang, W.; Xie, S. J.; Zhang, Q. H.; Wang, Y. Chem. Soc. Rev. 2021, 50, 12897. doi: 10.1039/D1CS00535A

    83. [83]

      Kas, R.; Kortlever, R.; Yılmaz, H.; Koper, M. T. M.; Mul, G. ChemElectroChem 2015, 2, 354. doi: 10.1002/celc.201402373

    84. [84]

      Birdja, Y. Y.; Pérez-Gallent, E.; Figueiredo, M. C.; Göttle, A. J.; Calle-Vallejo, F.; Koper, M. T. M. Nat. Energy 2019, 4, 732. doi: 10.1038/s41560-019-0450-y

    85. [85]

      Hori, Y.; Wakebe, H.; Tsukamoto, T.; Koga, O. Electrochim. Acta 1994, 39, 1833. doi: 10.1016/0013-4686(94)85172-7

    86. [86]

      Kortlever, R.; Peters, I.; Koper, S.; Koper, M. T. M. ACS Catal. 2015, 5, 3916. doi: 10.1021/acscatal.5b00602

    87. [87]

      Wuttig, A.; Yaguchi, M.; Motobayashi, K.; Osawa, M.; Surendranath, Y. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 2016, 113, E4585. doi: 10.1073/pnas.1602984113

    88. [88]

      Schouten, K. J. P.; Qin, Z. S.; Gallent, E. P.; Koper, M. T. M. J. Am. Chem. Soc. 2012, 134, 9864. doi: 10.1021/ja302668n

    89. [89]

      Goodpaster, J. D.; Bell, A. T.; Head-Gordon, M. J. Phys. Chem. Lett. 2016, 7, 1471. doi: 10.1021/acs.jpclett.6b00358

    90. [90]

      Li, J. J.; Zhang, Z. C. Rare Met. 2022, 41, 723. doi: 10.1007/s12598-021-01862-6

    91. [91]

      Calle-Vallejo, F.; Koper, M. T. M. Angew. Chem. Int. Ed. 2013, 52, 7282. doi: 10.1002/ange.201301470

    92. [92]

      Hanselman, S.; Koper, M. T. M.; Calle-Vallejo, F. ACS Energy Lett. 2018, 3, 1062. doi: 10.1021/acsenergylett.8b00326

    93. [93]

      Ledezma-Yanez, I.; Gallent, E. P.; Koper, M. T. M.; Calle-Vallejo, F. Catal. Today 2016, 262, 90. doi: 10.1016/j.cattod.2015.09.029

    94. [94]

      Ren, D.; Wong, N. T.; Handoko, A. D.; Huang, Y.; Yeo, B. S. J. Phys. Chem. Lett. 2016, 7, 20. doi: 10.1021/acs.jpclett.5b02554

    95. [95]

      Zhang, H. C.; Li, J.; Cheng, M. J.; Lu, Q. ACS Catal. 2018, 9, 49. doi: 10.1021/acscatal.8b03780

    96. [96]

      Hori, Y.; Murata, A.; Takahashi, R.; Suzuki, S. J. Am. Chem. Soc. 1987, 109, 5022. doi: 10.1021/ja00250a044

    97. [97]

      Li, J.; Chang, K.; Zhang, H. C.; He, M.; Goddard, W. A.; Chen, J. G.; Cheng, M. J.; Lu, Q. ACS Catal. 2019, 9, 4709. doi: 10.1021/acscatal.9b00099

    98. [98]

      Hatsukade, T.; Kuhl, K. P.; Cave, E. R.; Abram, D. N.; Jaramillo, T. F. Phys. Chem. Chem. Phys. 2014, 16, 13814. doi: 10.1039/c4cp00692e

    99. [99]

      Rosen, J.; Hutchings, G. S.; Lu, Q.; Rivera, S.; Zhou, Y.; Vlachos, D. G.; Jiao, F. ACS Catal. 2015, 5, 4293. doi: 10.1021/acscatal.5b00840

    100. [100]

      Peterson, A. A.; Abild-Pedersen, F.; Studt, F.; Rossmeisl, J.; Nørskov, J. K. Energy Environ. Sci. 2010, 3, 1311. doi: 10.1039/c0ee00071j

    101. [101]

      Peterson, A. A.; Nørskov, J. K. J. Phys. Chem. Lett. 2012, 3, 251. doi: 10.1021/jz201461p

    102. [102]

      Zhang, H. C.; Chang, X. X.; Chen, J. G.; Goddard; W. A.; Xu, B. J.; Cheng, M. J.; Lu, Q. Nat. Commun. 2019, 10, 1. doi: 10.1038/s41467-019-11292-9

    103. [103]

      Lee, S.; Park, G.; Lee, J. ACS Catal. 2017, 7, 8594. doi: 10.1021/acscatal.7b02822

    104. [104]

      Gurudayal, G.; Bullock, J.; Sranko, D. F.; Towle, C. M.; Lum, Y.; Hettick, M.; Scott, M. C.; Javey, A.; Ager, J. Energy Environ. Sci. 2017, 10, 2222. doi: 10.1039/c7ee01764b

    105. [105]

      Chang, Z. Y.; Huo, S. J.; Zhang, W.; Fang, J. H.; Wang, H. L. J. Phys. Chem. C 2017, 121, 11368. doi: 10.1021/acs.jpcc.7b01586

    106. [106]

      Hoang, T. T. H.; Verma, S.; Ma, S.; Fister, T. T.; Timoshenko, J.; Frenkel, A. I.; Kenis, P. J. A.; Gewirth, A. A. J. Am. Chem. Soc. 2018, 140, 5791. doi: 10.1021/jacs.8b01868

    107. [107]

      Ren, D.; Gao, J.; Pan, L. F.; Wang, Z. W.; Luo, J. S.; Zakeeruddin, S. M.; Hagfeldt, A.; Grätzel, M. Angew. Chem. Int. Ed. 2019, 58, 15036. doi: 10.1002/anie.201909610

    108. [108]

      Li, J. J.; Zhang, Z. C.; Hu, W. P. Green Energy Environ. 2021. doi: 10.1016/j.gee.2021.11.004

    109. [109]

      Wang, Y. H.; Jiang, W. J.; Yao, W.; Liu, Z. L.; Liu, Z.; Yang, Y.; Gao, L. Z. Rare Met. 2021, 40, 2327. doi: 10.1007/s12598-021-01728-x

    110. [110]

      Calle-Vallejo, F.; Koper, M. T. M. Angew. Chem. Int. Ed. 2013, 52, 7282. doi: 10.1002/anie.201301470

    111. [111]

      Ren, D.; Ang, B. S.; Yeo, B. S. ACS Catal. 2016, 6, 8239. doi: 10.1021/acscatal.6b02162

    112. [112]

      Li, J.; Chen, G. X.; Zhu, Y. Y.; Liang, Z.; Pei, A.; Wu, C. L.; Wang, H. X.; Lee, H. R.; Liu, K.; Chu, S. Nat. Catal. 2018, 1, 592. doi: 10.1038/s41929-018-0108-3

    113. [113]

      Dinh, C. -T.; Burdyny, T.; Kibria, M. G.; Seifitokaldani, A.; Gabardo, C. M.; García de Arquer, F. P.; Kiani, A.; Edwards, J. P.; De Luna, P.; Bushuyev, O. S.; et al. Science 2018, 360, 78. doi: 10.1126/science.aas9100

    114. [114]

      Nesbitt, N. T.; Burdyny, T.; Simonson, H.; Salvatore, D.; Bohra, D.; Kas, R.; Smith, W. A. ACS Catal. 2020, 10, 14093. doi: 10.1021/acscatal.0c03319

    115. [115]

      Sa, Y. J.; Lee, C. W.; Lee, S. Y.; Na, J.; Lee, U.; Hwang, Y. J. Chem. Soc. Rev. 2020, 49, 6632. doi: 10.1039/D0CS00030B

    116. [116]

      Lees, E. W.; Mowbray, B. A.; Parlane, F. G.; Berlinguette, C. P. Nat. Rev. Mater. 2022, 7, 55. doi: 10.1038/s41578-021-00356-2

    117. [117]

      Chen, C. B.; Li, Y. F.; Yu, S.; Louisia, S.; Jin, J. B.; Li, M. F.; Ross, M. B.; Yang, P. D. Joule 2020, 4, 1688. doi: 10.1016/j.joule.2020.07.009

    118. [118]

      Li, J. J.; Abbas, S. U.; Wang, H. Q.; Zhang, Z. C.; Hu, W. P. Nano-Micro Lett. 2021, 13, 216. doi: 10.1007/s40820-021-00738-9

    119. [119]

      Li, X.; Kou, Z. K.; Wang, J. Small Methods 2020, 5, 2001010. doi: 10.1002/smtd.202001010

    120. [120]

      Shao, Q.; Wang, P. T.; Huang, X. Q. Adv. Funct. Mater. 2019, 29, 1806419. doi: 10.1002/adfm.201806419

    121. [121]

      Gao, D. F.; Zhang, Y.; Zhou, Z. W.; Cai, F.; Zhao, X. F.; Huang, W. G.; Li, Y. S.; Zhu, J. F.; Liu, P.; Yang, F.; et al. J. Am. Chem. Soc. 2017, 139, 5652. doi: 10.1021/jacs.7b00102

    122. [122]

      Back, S.; Kim, J. H.; Kim, Y. T.; Jung, Y. ACS Appl. Mater. Interfaces 2016, 8, 23022. doi: 10.1021/acsami.6b05903

    123. [123]

      Duan, M. Y.; Yu, J.; Meng, J.; Zhu, B. E.; Wang, Y.; Gao, Y. Angew. Chem. Int. Ed. 2018, 57, 6464. doi: 10.1002/anie.201800925

    124. [124]

      Lin, Y.; Zhou, M.; Tai, X. L.; Li, H. F.; Han, X.; Yu, J. G. Matter 2021, 4, 2309. doi: 10.1016/j.matt.2021.05.005

    125. [125]

      Morales-Guio, C. G.; Cave, E. R.; Nitopi, S. A.; Feaster, J. T.; Wang, L.; Kuhl, K. P.; Jackson, A.; Johnson, N. C.; Abram, D. N.; Hatsukade, T.; et al. Nat. Catal. 2018, 1, 764. doi: 10.1038/s41929-018-0139-9

    126. [126]

      Wang, J. Q.; Li, Z.; Dong, C. K.; Feng, Y.; Yang, J.; Liu, H.; Du, X. W. ACS Appl. Mater. Interfaces 2019, 11, 2763. doi: 10.1021/acsami.8b20545

    127. [127]

      Huang, J. F.; Mensi, M.; Oveisi, E.; Mantella, V.; Buonsanti, R. J. Am. Chem. Soc. 2019, 141, 2490. doi: 10.1021/jacs.8b12381

    128. [128]

      Huang, X. Q.; Li, Y. J.; Zhou, H. L.; Zhong, X.; Duan, X. F.; Huang, Y. Chem. Eur. J. 2012, 18, 9505. doi: 10.1002/chem.201200817

    129. [129]

      Kim, N. R.; Shin, K.; Jung, I.; Shim, M.; Lee. H. M. J. Phys. Chem. C 2014, 118, 26324. doi: 10.1021/jp506069c

    130. [130]

      Chen, Z.; Mochizuki, D.; Maitani, M. M.; Wada, Y. Nanotechnology 2013, 24, 265602. doi: 10.1088/0957-4484/24/26/265602

    131. [131]

      Gao, J.; Ren, D.; Guo, X. Y.; Zakeeruddin, S. M.; Grätzel, M. Faraday Discuss. 2019, 215, 282. doi: 10.1039/c8fd00219c

    132. [132]

      Lum, Y. W.; Ager, J. W. Energy Environ. Sci. 2018, 11, 2935. doi: 10.1039/c8ee01501e

    133. [133]

      Zhang, T. Y.; Li, Z. Y.; Zhang, J. F.; Wu, J. J. J. Catal. 2020, 387, 163. doi: 10.1016/j.jcat.2020.05.002

    134. [134]

      Zhang, B. A.; Nocera, D. G. ChemElectroChem 2021, 8, 1918. doi: 10.1002/celc.202100295

    135. [135]

      Hori, Y.; Wakebe, H.; Tsukamoto, T.; Koga, O. Surf. Sci. 1995, 335, 258. doi; 10.1016/0039-6028(95)00441-6

    136. [136]

      Montoya, J. H.; Shi, C.; Chan, K.; Nørskov, J. K. J. Phys. Chem. Lett. 2015, 6, 2032. doi: 10.1021/acs.jpclett.5b00722

    137. [137]

      Jiang, K.; Sandberg, R. B.; Akey, A. J.; Liu, X. Y.; Bell, D. C.; Nørskov, J. K.; Chan, K.; Wang, H. Nat. Catal. 2018, 1, 111. doi: 10.1038/s41929-017-0009-x

    138. [138]

      Schouten, K. J. P.; Gallent, E. P.; Koper, M. T. M. ACS Catal. 2013, 3, 1292. doi: 10.1021/cs4002404

    139. [139]

      Iyengar, P.; Kolb, M. J.; Pankhurst, J. R.; Calle-Vallejo, F.; Buonsanti, R. ACS Catal. 2021, 11, 4456. doi: 10.1021/acscatal.1c00420

    140. [140]

      Ma, Y. B.; Yu, J. L.; Sun, M. Z.; Chen, B.; Zhou, X. C.; Ye, C. L.; Guan, Z. Q.; Guo, W. H.; Wang, G.; Lu, S. Y.; et al. Adv. Mater. 2022, 34, 2110607. doi: 10.1002/adma.202110607

    141. [141]

      Pang, X. H.; Wan, C. S.; Wang, M. Y.; Lin, Z. Q. Angew. Chem. Int. Ed. 2014, 53, 5524. doi: 10.1002/anie.201309352

    142. [142]

      Jia, H. L.; Yang, Y. Y.; Chow, T. H.; Zhang, H.; Liu, X. Y.; Wang, J. F.; Zhang, C. Y. Adv. Funct. Mater. 2021, 31, 2101255. doi: 10.1002/adfm.202101255

    143. [143]

      Zhu, Y. T.; Gao, Z. Q.; Zhang, Z. C.; Lin, T.; Zhang, Q. H.; Liu, H. L.; Gu, L.; Hu, W. P. Nano Res. 2022, doi: 10.1007/s12274-022-4234-5

    144. [144]

      Wang, F. Q.; Zhang, W. L.; Wan, H. B.; Li, C. X.; An, W. K.; Sheng, X.; Liang, X. Y.; Wang, X. P.; Ren, Y. L.; Zheng, X. Chin. Chem. Lett. 2022, 33, 2259. doi: 10.1016/j.cclet.2021.08.074

    145. [145]

      Wang, Z. J.; Qi, J.; Yang, N. J.; Yu, R. B.; Wang, D. Mater. Chem. Front. 2021, 5, 1126. doi: 10.1039/d0qm00538j

    146. [146]

      Monzó, J.; Malewski, Y.; Kortlever, R.; Vidal-Iglesias, F. J.; Solla-Gullón, J.; Koper, M. T. M.; Rodriguez, P. J. Mater. Chem. A 2015, 3, 23690. doi: 10.1039/c5ta06804e

    147. [147]

      Zhang, S. S.; Zhao, S. L.; Qu, D. X.; Liu, X. J.; Wu, Y. P.; Chen, Y. H.; Huang, W. Small 2021, 17, 2102293. doi: 10.1002/smll.202102293

    148. [148]

      Zhang, B. B.; Wang, Y. H.; Xu, S. M.; Chen, K.; Yang, Y. G.; Kong, Q. H. RSC Adv. 2020, 10, 19192. doi: 10.1039/d0ra02482a

    149. [149]

      Choukroun, D.; Pacquets, L.; Li, C.; Hoekx, S.; Arnouts, S.; Baert, K.; Hauffman, T.; Bals, S.; Breugelmans, T. ACS Nano 2021, 15, 14858. doi: 10.1021/acsnano.1c04943

    150. [150]

      Zhou, J. H.; Yuan, C. Y.; Zheng, Y. L.; Yin, H. J.; Yuan, K.; Sun, X. C.; Zhang, Y. W. RSC Adv. 2021, 11, 38486. doi: 10.1039/d1ra07507a

    151. [151]

      Zhang, S. H.; Yang, Q.; Wang, C.; Luo, X. L.; Kim, J.; Wang, Z.; Yamauchi, Y. Adv. Sci. 2018, 5, 1801116. doi: 10.1002/advs.201801116

    152. [152]

      Chen, H.; Zhou, Y.; Guo, W.; Xia, B. Y. Chin. Chem. Lett. 2022, 33, 1831. doi: 10.1016/j.cclet.2021.09.034

    153. [153]

      Li, H. L.; Eddaoudi, M.; O'Keeffe, M.; Yaghi, O. M. Nature 1999, 402, 276. doi: 10.1038/46248

    154. [154]

      高增强, 王聪勇, 李俊俊, 朱亚廷, 张志成, 胡文平. 物理化学学报, 2021, 37, 2010025. doi: 10.3866/PKU.WHXB202010025Gao, Z. Q.; Wang, C. Y.; Li, J. J.; Zhu, Y. T.; Zhang, Z. C.; Hu, W. P. Acta Phys. -Chim. Sin. 2021, 37, 2010025. doi: 10.3866/PKU.WHXB202010025

    155. [155]

      Zhang, Z. C.; Chen, Y. F.; Xu, X. B.; Zhang, J. C.; Xiang, G. L.; He, W.; Wang, X. Angew. Chem. Int. Ed. 2014, 53, 429. doi: 10.1002/anie.201308589.

    156. [156]

      Zhou, H. C.; Long, J. R.; Yaghi, O. M. Chem. Rev. 2012, 112, 673. doi: 10.1021/cr300014x.

    157. [157]

      Furukawa, H.; Cordova, K. E.; O'Keeffe, M.; Yaghi, O. M. Science 2013, 341, 1230444. doi: 10.1126/science.1230444.

    158. [158]

      Wang, X.; She, P. F.; Zhang, Q. C. SmartMat. 2021, 2, 299. doi: 10.1002/smm2.1057

    159. [159]

      Qiu, Y. L.; Zhong, H. X.; Zhang, T. T.; Xu, W. B.; Su, P. P.; Li, X. F.; Zhang, H. M. ACS Appl. Mater. Interfaces 2018, 10, 2480. doi: 10.1021/acsami.7b15255

    160. [160]

      Zhao, Z. H.; Zheng, K.; Huang, N. Y.; Zhu, H. L.; Huang, J. R.; Liao, P. Q.; Chen, X. M. Chem. Commun. 2021, 57, 12764. doi: 10.1039/d1cc05376k

    161. [161]

      Meng, D. L.; Zhang, M. D.; Si, D. H.; Mao, M. J.; Hou, Y.; Huang, Y. B.; Cao, R. Angew. Chem. Int. Ed. 2021, 60, 25485. doi: 10.1002/anie.202111136

    162. [162]

      Ott, S.; Orfanidi, A.; Schmies, H.; Anke, B.; Nong, H. N.; Hübner, J.; Gernert, U.; Gliech, M.; Lerch, M.; Strasser, P. Nat. Mater. 2019, 19, 77. doi: 10.1038/s41563-019-0487-0

    163. [163]

      Zhang, J. T.; Zhao, Z. H.; Xia, Z. H.; Dai, L. M. Nat. Nanotechnol. 2015, 10, 444. doi: 10.1038/nnano.2015.48

    164. [164]

      Li, W. L.; Herkt, B.; Seredych, M.; Bandosz, T. J. Appl. Catal. B 2017, 207, 195. doi: 10.1016/j.apcatb.2017.02.023

    165. [165]

      Pan, F. P.; Li, B. Y.; Xiang, X. M.; Wang, G. F.; Li, Y. ACS Catal. 2019, 9, 2124. doi: 10.1021/acscatal.9b00016

    166. [166]

      Wu, J. J.; Ma, S. C.; Sun, J.; Gold, J. I.; Tiwary, C.; Kim, B.; Zhu, L. Y.; Chopra, N.; Odeh, I. N.; Vajta, R.; et al. Nat. Commun. 2016, 7, 13869. doi: 10.1038/ncomms13869

    167. [167]

      Zaman, S.; Tian, X. L.; Su, Y. -Q.; Cai, W. W.; Yan, Y.; Qi, R. J.; Douka, A. I.; Chen, S. H.; You, B.; Liu, H. F.; et al. Sci. Bull. 2021, 66, 2207. doi: 10.1016/j.scib.2021.07.001

    168. [168]

      Reddu, V.; Sun, L. B.; Li, X. G.; Jin, H. L.; Wang, S.; Wang, X. SmartMat. 2022, 3, 151. doi: 10.1002/smm2.1081

    169. [169]

      Bi, W. T.; Li, X. G.; You, R.; Chen, M. L.; Yuan, R. L.; Huang, W. X.; Wu, X. J.; Chu, W. S.; Wu, C. Z.; Xie, Y. Adv. Mater. 2018, 30, 1706617. doi: 10.1002/adma.201706617

    170. [170]

      Kumar, B.; Asadi, M.; Pisasale, D.; Sinha-Ray, S.; Rosen, B. A.; Haasch, R.; Abiade, J.; Yarin, A. L.; Salehi-Khojin, A. Nat. Commun. 2013, 4, 2819. doi: 10.1038/ncomms3819

    171. [171]

      Zhang, S.; Kang, P.; Ubnoske, S.; Brennaman, M. K.; Song, N.; House, R. L.; Glass, J. T.; Meyer, T. J. J. Am. Chem. Soc. 2014, 136, 7845. doi: 10.1021/ja5031529

    172. [172]

      Sharma, P. P.; Wu, J. J.; Yadav, R. M.; Liu, M. J.; Wright, C. J.; Tiwary, C. S.; Yakobson, B. I.; Lou, J.; Ajayan, P. M.; Zhou, X. D. Angew. Chem. Int. Ed. 2015, 54, 13701. doi: 10.1002/ange.201506062

    173. [173]

      Wu, J. J.; Liu, M. J.; Sharma, P. P.; Yadav, R. M.; Ma, L. L.; Yang, Y. C.; Zou, X. L.; Zhou, X. -D.; Vajtai, R.; Yakobson, B. I.; et al. Nano Lett. 2016, 16, 466. doi: 10.1021/acs.nanolett.5b04123

    174. [174]

      Gao, J.; Wang, H.; Feng, K.; Xiang, C. S.; Wang, H. B.; Qi, H. H.; Liu, Y.; Tian, H.; Zhong, J.; Kang, Z. H. Mater. Adv. 2020, 1, 2286. doi: 10.1039/D0MA00433B

    175. [175]

      Song, Y.; Peng, R.; Hensley, D. K.; Bonnesen, P. V.; Liang, L. B.; Wu, Z. L.; Meyer Ⅲ, H. M.; Chi, M. F.; Ma, C.; Sumpter, B. G.; et al. ChemistrySelect 2016, 1, 6055. doi: 10.1002/slct.201601169

    176. [176]

      Li, Q.; Zhu, W. L.; Fu, J. J.; Zhang, H. Y.; Wu, G.; Sun, S. H. Nano Energy 2016, 24, 1. doi: 10.1016/j.nanoen.2016.03.024

    177. [177]

      Wang, X. L.; Araújo, J. F. D.; Ju, W.; Bagger, A.; Schmies, H.; Kühl, S.; Rossmeisl, J.; Strasser, P. Nat. Nanotechnol. 2019, 14, 1063. doi: 10.1038/s41565-019-0551-6

    178. [178]

      Lee, J. C.; Kim, J. Y.; Joo, W. H.; Hong, D. K.; Oh, S. H.; Kim, B.; Lee, G. D.; Kim, M.; Oh, J.; Joo, Y. C. J. Mater. Chem. A 2020, 8, 11632. doi: 10.1039/d0ta03322g

    179. [179]

      Liu, S.; Cao, Y.; Liu, H.; Wang, H. L.; Zhang, B. S.; Zhang, Y. M.; Zhang, L. H.; Zhang, S.; Sun, J. Nanoscale 2021, 13, 16986. doi: 10.1039/D1NR04802C

    180. [180]

      Chen, D.; Zhang, L. H.; Du, J.; Wang, H. H.; Guo, J. Y.; Zhan, J. Y.; Li, F.; Yu, F. S. Angew. Chem. Int. Ed. 2021, 60, 24022. doi: 10.1002/anie.202109579

    181. [181]

      Wei, X.; Yin, Z. L, ; Lyu, K. J.; Li, Z.; Gong, J.; Wang, G. W.; Xiao, L.; Lu, J. T.; Zhuang, L. ACS Catal. 2020, 10, 4103. doi: 10.1021/acscatal.0c00049

    182. [182]

      Pan, H. Q.; Barile, C. J. Energy Environ. Sci. 2020, 13, 3567. doi: 10.1039/d0ee02189j

    183. [183]

      Wang, J. C.; Cheng, T.; Fenwick, A. Q.; Baroud, T. N.; Rosas-Hernández, A.; Ko, J. H.; Gan, Q.; Goddard, W. A.; Grubbs, R. H. J. Am. Chem. Soc. 2021, 143, 2857. doi: 10.1021/jacs.0c12478

    184. [184]

      Duan, G. Y, ; Li, X. Q.; Ding, G. R.; Han, L. J.; Xu, B. H.; Zhang, S. J. Angew. Chem. Int. Ed. 2021, 61, e202110657. doi: 10.1002/anie.202110657

  • 加载中
计量
  • PDF下载量:  133
  • 文章访问数:  3312
  • HTML全文浏览量:  429
文章相关
  • 发布日期:  2022-11-15
  • 收稿日期:  2022-06-14
  • 接受日期:  2022-07-12
  • 修回日期:  2022-07-11
  • 网络出版日期:  2022-07-20
通讯作者: 陈斌, bchen63@163.com
  • 1. 

    沈阳化工大学材料科学与工程学院 沈阳 110142

  1. 本站搜索
  2. 百度学术搜索
  3. 万方数据库搜索
  4. CNKI搜索

/

返回文章