金属烯主要由配位不足的金属原子组成的原子薄层，已经成为2D纳米材料家族中的最新成员。此外，与金属烯相关的优异的物理化学性质，以及易于进行化学修饰的结果为电化学转化的催化剂工程提供了令人兴奋的机会。尤其是近年来，对金属烯的兴趣不断增加，现有文献的激增证明了这一点。因此，有必要回顾这些发现和提出未来的方向。

有鉴于此，南洋理工大学Jong-Min Lee等人，重点介绍了可用于制备金属烯的技术，并进一步讨论了通常用于设计金属烯以更好地应用于电催化的改性策略。提供了对每种策略如何推动催化性能增强的理解，并提出了目前仍面临的挑和未来的发展方向。

本文要点

1）金属烯代表了一个仍处于起步阶段的领域。然而，它们在电催化方面有着巨大的应用潜力。由于它们有趣的特性，如各向异性、原子配位不足、电子结构和内在应变影响，以及通过改变元素组成、杂原子或表面配体部分进行化学修饰的通用性，可以预见新的和改进的材料将随着时间的推移而发展。

2）需要克服某些挑战才能最大程度地发挥金属烯在催化方面的潜力。与表面化学性质相关的中间活性位点相互作用是催化剂设计的基础。一个典型的例子是在主金属结构中加入次级元素，这导致了原子重排和晶格参数的偏差，以及由于组成物种之间的电荷平衡而产生的电子效应。双组分的存在使得中间体可以结合多个活性位点，从而减缓反应的能量变化，甚至发现不同的途径。然后，活性和选择性的增强可以归因于影响之间的相互作用。建立各自的孤立影响对于具体了解主导和竞争因素至关重要。通过选择性地将上述组分结合到金属烯的制造中并独立地对其进行优化，可以实现对催化作用的更大控制。为了推动催化剂功能的重大进步，迫切需要打破线性比例关系以在反应路径中独立稳定多种中间体的策略，以允许获得超出火山图顶点的活性。

3）然而，从经济角度看，由于严重依赖稀有且昂贵的贵金属成分，因此活性成本远未达到应有的水平，稀有和昂贵的贵金属成分主要构成催化剂组合物。这就要求改进现有的方案，例如分层过渡金属氧化物/氢氧化物的拓扑还原，甚至大胆采用新的、简单和可扩展的策略，作为设计廉价的金属烯的途径。

参考文献：

P. Prabhu et al. Metallenes as functional materials in electrocatalysis. Chem. Soc. Rev., 2021.

DOI: 10.1039/D0CS01041C

https://doi.org/10.1039/D0CS01041C