Exploration | 规整形貌高熵合金纳米结构的电催化应用进展

文摘   2024-07-29 08:00   河南  

ESCI收录,CiteScore 17.2,在Multidisciplinary中排名第9,跻身综合期刊世界前5%,篇均引29.4,百引耗时平均7.9天,2025年将获得首个影响因子预计20

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高熵合金材料在热力学上的高熵效应、结构上的晶格畸变效应、动力学上的迟滞扩散效应以及性能上的“鸡尾酒”效应使其在电催化领域受到了学者们的重视。电催化剂结构和形貌的精确控制是提高其电催化反应性能的重要策略,如零维(0D)催化剂可以提供精确的活性位点并提高原子利用率;一维(1D)催化剂可以提供定向电子传输路径,从而提高导电性和加速反应动力学;二维(2D)催化剂有各向异性、大活性表面积、高电导率和结构稳定性;三维(3D)催化剂具有开放的孔结构和可调孔隙度,有利于反应的能量和质量传递。因此,结合“规整形貌材料”和“高熵合金材料”二者的固有优势,可控合成规整形貌的高熵合金电催化剂,探索其新奇特性,将为电催化领域带来新的发展机会。


然而,具有均匀元素分布的单一固溶体相高熵合金倾向于在高温下获得,而高温合成往往获得的是高熵合金纳米颗粒,高温合成在精确构建多维规整形貌方面的能力有限。另外,由于缺乏全面的理论模型来指导高熵合金元素和比例的选择,以及缺乏合成多维规整形貌高熵合金电催化剂的方法,规整形貌高熵合金纳米结构的设计合成和电催化应用仍处于初级阶段。

目前,研究者们针对多维(0D、1D、2D、3D)规整形貌高熵合金发展了机械合金化法、碳热冲击法、快速移动床热解、湿化学法、超声辅助湿化学法、软/硬模板法等各种合成方法,并将之用于电解水析氧反应(OER)、析氢反应(HER)、电催化氧还原反应(ORR)、CO2还原反应(CO2RR)、氮还原反应(NRR)等各种典型电催化反应当中,在提高电催化反应的稳定性、效率、选择性方面取得了一定突破,规整形貌高熵合金的研究因而逐渐得到领域内学者的关注。


Exploration最近发表了由西安交通大学沈少华教授等人撰写的综述文章“Well-defined nanostructures of high entropy alloys for electrocatalysis”。作者首先总结了高熵合金的概念、结构和关键效应。然后,详细讨论了各维度规整形貌高熵合金纳米结构的合成方法,包括0D纳米颗粒、1D纳米线、2D纳米片/纳米带、3D纳米孔和其他纳米结构,并讨论了它们在各种典型电催化反应中的结构-性质-性能关系,这些典型的电化学反应包括还原反应和氧化反应两类,其中还原反应有HER、ORR、CO2RR、NRR,氧化反应有OER、甲醇氧化反应(MOR)、乙醇氧化反应(EOR)、甘油氧化反应(GOR)、甲酸氧化反应(FAOR)。最后,作者探讨了规整形貌高熵合金电催化剂在电催化领域的机会和挑战。

相关工作以“Well-defined nanostructures of high entropy alloys for electrocatalysis”为题,发表在Exploration上。该工作第一作者为西安交通大学教授陈杰和博士生李萍,通讯作者为西安交通大学教授沈少华

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本文内容基于Wiley出版集团合作期刊ExplorationReview发表的“ Well-defined nanostructures of high entropy alloys for electrocatalysis”。


DOI:10.1002/EXP.20230036


引用格式:

J. Chen, L. Ren, X. Chen, Q.Wang, C. Chen, J. Fan, S. Wang, V. Binas, S. Shen, Exploration 2024, 20230036. https://doi.org/10.1002/EXP.20230036

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期刊简介


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Exploration由河南大学、中国生物物理学会纳米生物学分会主办,Wiley出版集团出版发行,由梁兴杰研究员任主编,师冰洋教授任执行主编。期刊聚焦于学科交叉融合探索,跨界创新成果传播,旨在打造具有中国特色,立足国内、面向全球的顶级综合性国际学术期刊。期刊当前接受的稿件类型有:研究论文、通讯文章、综述文章、观点性文章、评论性文章等。


自2021年1月正式创刊以来,共计发表4卷18期,191篇文章,引用共计5600 余次,篇均引29.4次,单篇论文最高被引270余次,i10 指数123。先后被DOAJ、PubMed  Central、Scopus和ESCI收录。编委中,中国两院院士 12 名,国际编委68 名,包括来自美国、澳大利亚、欧洲多国、日本和韩国的国际院士14 名。先后举办“Exploration生物-化学-医学国际研讨会”、“Exploration 药学生物学交叉学科论坛”等大型国际学术交流会 20 余场次。邀请Biomaterials期刊主编Kam W. Leong教授、 ACS Nano 创刊主编Professor Paul Weiss教授等举办大师讲坛、科学论坛和青年讲堂近40场次,在队伍建设、办刊质量、学术交流等方面取得卓越成果。


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