NSR综述：湿化学方法合成用于电催化反应的二维金属催化剂

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电催化反应是生产清洁能源最具前景的方法之一，可以将水和二氧化碳等转化为氢气、一氧化碳、烷烃类和醇类等可再生燃料。然而电催化剂仍然具有成本较高、稳定性较差等缺点。二维金属纳米材料拥有巨大的比表面积、丰富的活性位点、优异的电子传导能力和易于调控的表界面结构，在电催化领域展现出广阔的应用前景。

在诸多合成方法中，湿化学合成方法可以通过使用各式各样的配体，可控地合成具有不同组分、形貌、厚度、尺寸及晶相的二维金属纳米材料，被认为是大批量合成二维金属纳米材料最有效的策略。

香港城市大学张华教授等在《国家科学评论》 (National Science Review, NSR) 发表综述文章，总结了近年来关于二维金属纳米材料的湿化学合成及其在电催化领域应用的研究进展，并展望了设计与制备高性能二维金属电催化剂的前景。香港城市大学化学系博士生李子健和翟傈为共同第一作者。

文中作者总结了一系列具有代表性的二维金属纳米材料湿化学合成方法，包括配体辅助、气体分子辅助、模板法合成、空间限域生长、种子生长法等，并总结了这些报道中二维金属纳米材料的厚度、尺寸、暴露晶面以及晶相的调控。

作者详细整理了近年来二维金属纳米材料在各种电化学反应中的应用进展，包括水分解（析氢反应和析氧反应）、氧还原反应、甲醇/乙醇氧化反应、甲酸氧化反应和二氧化碳还原反应等，并分析总结了这些材料在电催化反应中的结构-性能的构效关系。 

此外，基于目前的研究进展，作者提出了目前面临的挑战和潜在的研究方向，包括：

 i.  使用原位表征技术（如in situ-SAXS和in situ-XAFS 等）来研究二维金属纳米材料的形成机理；

ii.  使用人工智能（AI）等先进技术预测和设计多元或高熵二维合金纳米材料来丰富二维金属纳米材料库；

iii.  精细调控二维金属纳米材料的结构，利用厚度调控、晶面工程、缺陷工程以及晶相工程来制备具有最佳催化性能的二维金属电催化剂。

点击“阅读原文”查看论文原文。

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