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POM | 综述：从金属纳米簇合成到电催化性能探讨

催化

作者：X-MOL 2024-04-30

1、背景介绍：

由于量子空间限域效应，有机配体保护的金属纳米簇，特别是粒径小于3 nm的Au/Ag纳米簇由于其自身特有的光、电、磁特性成为一种新型的“金属纳米超分子”受到越来越为广泛的关注。同时，为了研究纳米催化剂的结构特性及催化反应机理，大量研究工作被用于制备不同结构、尺寸的金属纳米簇。

2、成果简介：

本文系统概述了金属纳米簇的制备方法及其在电催化领域中的相关应用，主要集中于氧化还原反应、产氢反应及产氧反应。同时重点讨论了催化活性、反应机理与纳米簇结构、尺寸、配体种类之间的关系，并总结“金属分子”这一研究领域未来所存在的机遇与挑战。

3、图文导读：

图1. 金属纳米簇制备方法：(a) Bottom-up法；(b) Top-down法；(c) 纳米簇相互转化法。

图2. PtAu₂₄纳米簇在催化电解水产氢应用。

图3. (a) Au纳米簇应用CO催化氧化反应；(b) Au₃₄纳米簇催化CO氧化反应的相关机理研究；(c) CO在Au₂₅(SCH₃)₁₅纳米簇表面的吸附模式；(d) 负载型Au₂₅(SR)₁₈/CeO₂催化剂在CO氧化反应中的活性。

图4. Cd改性对于Au纳米簇电催化活性的影响。(a) Au₂₃和(b)Au₁₉Cd₂结构；(c) CO感应电流效率；(d) CO偏电流密度；(e) CO₂催化还原反应速率；(f) H₂感应电流密度。

3、通讯作者简介：

李杲，博导，民盟，中国科学院大连化学物理研究所催化基础重点实验室研究员，Nano Research青年编委 (https://www.x-mol.com/groups/li_gao )。2004年毕业于湖南师范大学（本科），2011年毕业于上海交通大学（博士），后赴卡内基梅隆大学Prof. Jin组开展博士后研究。2014年加入中科院大连化物所催化基础国家重点实验室开展小尺寸金属原子簇材料能源催化（新能源（ORR，OER，氢燃料电池等）/环境领域（精细化学品的绿色经济制备过程，deNO_x和CO消除等））的研究。获得“青年千人”A类、中科院大连化物所“所百人”、“张大煜青年学者”、辽宁省百千万工程人才计划等人才项目。并获得国家基金委面上项目、化物所煤代油基金项目、辽宁省“兴辽英才计划”、中科院战略性先导科技专项等基金项目资助。在Chem. Rev.、Nat. Commun.、Angew. Chem.、J. Am. Chem. Soc.、Research、ACS Catal.、Nano Res.、J. Mater. Chem. A、Acc. Chem. Res.等期刊发表论文一百多篇。

文章信息

Piracha Sanwal, Ali Raza, Yu-Xin Miao*, Brock Lumbers*, and Gao Li*. Advances in coinage metal nanoclusters: From synthesis strategies to electrocatalytic performance. Polyoxometalates, 2024, 3(3), 9140057.

https://doi.org/10.26599/POM.2024.9140057

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期刊介绍

Polyoxometalates于2022年创刊，由清华大学主办，清华大学魏永革教授担任主编的国际首个多金属氧簇领域跨学科学术期刊，旨在传播多金属氧簇领域前沿基础研究和创新性应用研究最新进展，致力于为国内外多金属氧簇领域的学者搭建一流的国际学术交流平台，促进多金属氧簇领域学术交流和发展。

Polyoxometalates发表内容涵盖多金属氧簇领域各方面的原创研究和综述论文，包括合成、组装、理论计算，基于多金属氧簇的超分子、分子器件及其它功能材料，以及多金属氧簇在催化、能源、环境、生物学和医学中的应用等。本刊为开放获取期刊。已被DOAJ数据库收录。欢迎大家选择Polyoxometalates发表前沿、创新、新颖的研究成果！