从化工生产、材料转化再到清洁能源转化，高效稳定催化剂的开发和应用对现代工业具有重要意义。在过去的十年中，具有高指数面和高表面能的纳米晶由于其优异的催化性能，在电催化、光催化和多相催化等领域引起了极大的关注。

有鉴于此，厦门大学孙世刚院士，田娜教授，英国拉夫堡大学Wen-Feng Lin从高指数面和高表面能的基本原理、可控合成、相关生长机理以及在催化中的应用等方面综述了高指数面纳米催化剂(包括金属和金属氧化物)的最新进展。

文章要点

1）作者首先阐明了高指数面和高表面能的基本原理。FCC金属高指数面的最大特点是表面台阶密度高，配位数(CN)低。因此，与紧密堆积的{111}和{100}低指数面相比，其更加开放。而低配位的表面原子具有丰富的悬挂键，因此它们可以很容易地与反应物相互作用，成为催化活性中心，从而显著提高了催化活性。由于低配位表面原子密度高，高指数面通常比低指数面具有更高的表面能。

2）具有高指数面的金属和金属氧化物催化剂的可控合成进展包括合成方法和相应的机理的理解。合成方法包括通过吸附控制表面能，动力学控制以及其他综合策略。此外，HRTEM，STM，AFM可用来表征高指数面。

3）表面结构催化功能是合理设计高性能催化剂的基础。传统上，必须通过使用块状单晶平面作为模型催化剂，基于此作者总结了一些纳米催化剂模型的研究进展。

4）作者总结了基于高指数面催化剂的电催化作用（燃料电池的电催化（小型有机分子的电氧化和氧还原反应），二氧化碳还原反应和氮还原反应），异相催化，光催化作用（水分解以及二氧化碳还原反应）。

5）作者最后指出了高指数面纳米催化剂研究中未来所面临的挑战和发展方向。

Xiao et al., High-Index-Facet- and High-Surface-Energy Nanocrystals of Metals and Metal Oxides as Highly Efficient Catalysts, Joule (2020)

DOI：10.1016/j.joule.2020.10.002

https://doi.org/10.1016/j.joule.2020.10.002