中国石油大学(北京)李振兴课题组综述：用于光/电催化的铈基纳米材料

随着社会快速发展，人类对能源的需求不断增加，化石能源的过度消耗造成了严重的环境污染和能源危机。提高能源利用效率和开发新能源是解决能源危机的有效途径。新能源电转化装置因其高效清洁等优势得到了科学家们的广泛关注。除此以外，光催化以其反应条件温和、能直接利用太阳能转化为化学能的优势，同样备受科研人员的关注。而这些反应都需要催化剂才能够高效进行，所以催化材料是解决能源危机中的重要核心技术。

铈（Ce）作为一种镧系元素，是稀土中含量最高、价格最便宜的元素。由于其特殊的外部电子结构（4f¹5d¹6s²），铈基纳米材料在光催化和电催化方面具有巨大的应用潜力。近日，中国石油大学（北京）李振兴课题组应邀在SCIENCE CHINA Chemistry杂志上发表了题为“Cerium-based nanomaterials for photo/electrocatalysis”的综述文章，详细介绍了近年来铈基纳米材料用于光/电催化的进展。

该综述系统地介绍了铈基纳米材料的合成策略、活性调控及其在光催化和电催化反应中的应用。介绍了铈基纳米材料的合成方法，并讨论了铈基、Ce-MOF、Ce合金等纳米材料的制备策略。随后，作者介绍并评估了铈基纳米材料在电催化和光催化反应中的应用和性能，并讨论了它们的催化反应机理。显然，由于铈独特的核外电子构型结构，铈基纳米材料因其优越的电子结构在电催化和光催化反应中具有巨大的发展潜力。其中，电催化应用包括：氧还原反应（ORR）、析氢反应（HER）、析氧反应（OER）、CO₂还原反应（CO₂RR）和其他电催化应用；光催化应用包括HER、CO₂RR、光降解和其他光催化应用。最后，通过对铈基纳米材料在电催化和光催化反应中应用现状的总结，对铈基纳米材料在光催化和电催化中的应用前景进行了展望。

详见：Ge Li, Ping Wang, Miao He, Xilin Yuan, Lulin Tang, Zhenxing Li, Sci. China Chem. 2023, https://doi.org/10.1007/s11426-023-1592-x

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【作者简介】

李振兴：2006和2011年在天津大学和北京大学分别获得学士和博士（硕博连读）学位。2017年-2019年于美国加州大学洛杉矶分校任访问学者。现任中国石油大学（北京）重质油国家重点实验室、新能源与材料学院教授。担任中国化工学会稀土催化与过程专业委员会委员，《石油科学》（英文版）青年编委，《稀有金属》青年编委，ACS Sustainable Chemistry & Engineering青年编委，Advanced Powder Materials青年编委，Materials Research Letters青年编委。李振兴教授的研究集中在多孔材料和稀土基纳米材料的设计和合成，用于电催化、光催化和有机合成。

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