ACS Catal综述：MXene催化剂

纳米技术

2020-11-05

MXene，二维过渡金属碳化物/氮化物，目前受到广泛关注，这是因为MXene中结构、元素组成可调控，而且在（电）催化等应用中展现了广泛的性质。MXene有丰富构成结构变化，较高的比表面积，实验室级别的高催化性能，在多种异相催化、电催化反应中能作为较好的基底材料。有鉴于此，巴塞罗那大学Francesc Illas等综述报道了MXene材料作为取代传统的Pt系催化剂对催化反应的研究进展。

本文要点：

（1）

讨论了金属-碳之间的相互作用、MXene材料中表面上的不同端基对催化性能的影响，此外，作者对MXene材料模拟和实验之间的联系进行总结，对合成方法和如何进行规模化进行讨论。通过与计算化学模拟模型进行结合，对MXene材料实现高效催化进行总结。

（2）

MXene异相催化反应：CO氧化、CO₂活化/转化、水气重整、固氮、直接脱氢/氢氧化；MXene电催化：HER、CO₂还原、N₂还原、OER/ORR。MXene催化的发展前景：从实验技术上看，拓展传统MXene合成方法，比如从新型结构Si-、Zn-、Ga-MAX出发合成，通过Lewis酸刻蚀等方法对MXene界面处理，可能在催化领域产生影响，促进催化剂的发展。目前对MXene催化剂的理解有较大缺陷，而且大规模工业化量级合成仍没有很好的进展。

参考文献

Ángel Morales-García, Federico Calle-Vallejo, and Francesc Illas*, MXenes: New Horizons in Catalysis, ACS Catal. 2020

DOI: 10.1021/acscatal.0c03106

https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acscatal.0c03106