稀土(RE)作为一种重要的战略资源,在元素周期表中共有17种元素,即15种镧系元素(La–Lu,原子序数57至71)、钪(Sc,原子号21)和钇(Y,原子号39)。在催化领域,4f电子的局部化和不完全填充赋予了RE独特的物理和化学性质,包括丰富的电子能级结构、可变的配位数等,使其在电催化方面具有巨大的潜力。在各种稀土催化材料中,稀土氧化物(REO)基电催化剂由于其制备过程简单、结构变异性强,在电催化反应中表现出优异的性能。同时,RE的电子轨道结构表现出优异的电子转移能力,可以降低速率决定步骤的带隙和能垒值,进一步加速电催化反应过程中的电子转移。近日,南开大学Du Yaping综述研究了稀土氧化物基电催化剂的合成、性能及应用。
本文要点:
1) 作者综述了REO基纳米催化剂的合成、性能和应用,并详细讨论了它们在电催化中的应用。包括析氢反应(HER)、析氧反应(OER)、氢氧化反应(HOR)、氧还原反应(ORR)、二氧化碳还原反应(CO2RR)、甲醇氧化反应(MOR)、氮还原反应(NRR)等电催化反应。
2) 此外,作者进一步探讨了RE在上述反应中的催化机理。该综述及时、全面地总结了RE基纳米材料在电催化反应中的应用现状,并对REO基材料的电催化应用前景进行了展望。
Yong Jiang et.al Rare earth oxide based electrocatalysts: synthesis, properties and applications Chem. Soc. Rev. 2023
DOI: 10.1039/D3CS00708A
https://doi.org/10.1039/D3CS00708A