Metal‐Nitrogen‐Doped Carbon Materials as Highly Efficient Catalysts: Progress and Rational Design

催化作用 合理设计 材料科学 纳米技术 金属 反应性(心理学) 化学工程 碳纤维 兴奋剂 纳米材料 氮气 化学 有机化学 复合数 冶金 替代医学 复合材料 病理 工程类 医学 光电子学
作者
Zhangsheng Shi,Wenqing Yang,Yuantong Gu,Ting Liao,Ziqi Sun
出处
期刊:Advanced Science [Wiley]
卷期号:7 (15) 被引量:442
标识
DOI:10.1002/advs.202001069
摘要

Abstract As a typical class of single‐atom catalysts (SACs) possessing prominent advantages of high reactivity, high selectivity, high stability, and maximized atomic utilization, emerging metal‐nitrogen‐doped carbon (M‐N‐C) materials, wherein dispersive metal atoms are coordinated to nitrogen atoms doped in carbon nanomaterials, have presented a high promise to replace the conventional metal or metal oxides‐based catalysts. In this work, recent progress in M‐N‐C‐based materials achieved in both theoretical and experimental investigations is summarized and general principles for novel catalysts design from electronic structure modulating are provided. Firstly, the applications and mechanisms on the advantages and challenges of M‐N‐C‐based materials for a variety of sustainable fuel generation and bioinspired reactions, including the oxygen reduction reaction (ORR), oxygen evolution reaction (OER), hydrogen evolution reaction (HER), carbon dioxide reduction reaction (CO 2 RR), nitrogen reduction reaction (NRR), and nanozyme reactions are reviewed. Then, strategies toward enhancing the catalytic performance by engineering the nature of metal ion centers, coordinative environment of active centers, carbon support, and their synergistic cooperation, are proposed. Finally, prospects for the rational design of next generation high‐performance M‐N‐C‐based catalysts are outlined. It is expected that this work will provide insights into high‐performance catalysts innovation for sustainable and environmental technologies.
最长约 10秒,即可获得该文献文件

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
CodeCraft应助蛋蛋采纳,获得10
刚刚
称心可乐发布了新的文献求助10
刚刚
张一完成签到,获得积分10
1秒前
1秒前
人生何处不青山完成签到,获得积分10
1秒前
科研通AI6.3应助s_yu采纳,获得10
2秒前
Wdmsny发布了新的文献求助10
2秒前
5秒前
天天快乐应助佑hui采纳,获得10
5秒前
5秒前
Luu应助Yueee采纳,获得10
5秒前
5秒前
6秒前
小马甲应助chenpsy采纳,获得10
6秒前
深情安青应助Lucy1069089289采纳,获得10
6秒前
A000000发布了新的文献求助10
8秒前
aunsty发布了新的文献求助10
9秒前
醉熏的伊完成签到,获得积分10
10秒前
留胡子的黑夜完成签到,获得积分10
10秒前
11秒前
12秒前
12秒前
老迟到的访文完成签到,获得积分10
12秒前
muyu完成签到,获得积分10
12秒前
Lilili完成签到,获得积分10
12秒前
13秒前
13秒前
sup发布了新的文献求助10
13秒前
淡定新烟完成签到,获得积分10
13秒前
15秒前
didididm完成签到,获得积分10
15秒前
鲤鱼完成签到,获得积分10
15秒前
16秒前
brier0218完成签到 ,获得积分10
16秒前
郑盼秋发布了新的文献求助10
16秒前
stringz完成签到 ,获得积分10
16秒前
小爽完成签到,获得积分0
18秒前
18秒前
灵宝宝应助强健的语风采纳,获得10
18秒前
金cheng5发布了新的文献求助10
19秒前
高分求助中
(应助此贴封号)【重要!!请各用户(尤其是新用户)详细阅读】【科研通的精品贴汇总】 10000
晶种分解过程与铝酸钠溶液混合强度关系的探讨 8888
Les Mantodea de Guyane Insecta, Polyneoptera 2000
Leading Academic-Practice Partnerships in Nursing and Healthcare: A Paradigm for Change 800
Signals, Systems, and Signal Processing 610
The Sage Handbook of Digital Labour 600
汪玉姣:《金钱与血脉:泰国侨批商业帝国的百年激荡(1850年代-1990年代)》(2025) 500
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 纳米技术 工程类 有机化学 化学工程 生物化学 计算机科学 物理 内科学 复合材料 催化作用 物理化学 光电子学 电极 细胞生物学 基因 无机化学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 6415411
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 8234466
关于积分的说明 17486554
捐赠科研通 5468392
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2889055
邀请新用户注册赠送积分活动 1865962
关于科研通互助平台的介绍 1703572