高熵氧化物合成及催化应用的研究进展
游子娟1,陈汉林2, (1.广东石油化工学院化学学院;2.广东石油化工学院环境科学与工程学院)
摘要:高熵氧化物(High entropy oxides,HEOs)作为近几年发展起来的由五种及以上氧化物以等物质的量或近等物质的量构成的新型氧化物体系,因具有简单的结构和优异的性能等而受到国内外研究人员的广泛关注。高熵氧化物主要有岩盐型、萤石型、尖晶石型或钙钛矿等固溶体结构,在催化领域(包括热催化、电催化和光催化)有十分广阔的应用前景。本工作介绍了国内外高熵氧化物的制备方法,主要包括固相法、火焰喷雾和喷雾热解法、湿化学法和溶液燃烧合成法等,并比较了各方法的优缺点,还简述了HEOs的主要表征手段;归纳了高熵氧化物在催化等方面的应用,包括热催化、电催化和光催化,并通过分析反应机理,以进一步推动这一新兴领域的发展,然后对HEOs的理论计算进行简要介绍,最后指出了高熵氧化物目前研究存在的问题,讨论了解决措施,展望了高熵氧化物未来的发展趋势。
关键词:高熵氧化物;合成方法与表征;催化应用;理论计算
目录介绍
0 引言
1 合成方法与表征
1.1 高温固相反应法(SRM)
1.2 火焰喷雾(FSP)和喷雾热解(NSP)
1.3 湿化学法
1.4 溶液燃烧合成法(SCS)
1.5 溶胶⁃凝胶法
1.6 表征
2 高熵氧化物(HEOs)在催化领域的应用
2.1 HEOs在热催化中的应用
2.1.1 一氧化碳氧化
2.1.2 二氧化碳加氢
2.1.3 其他热催化反应
2.2 HEOs在电催化中的应用
2.2.1 氧催化剂
(1)析氧反应(OER)
(2)氧还原反应(ORR)
2.2.2 电氧化
(1)有机物电氧化
(2)无机物电氧化
(3)锂硫(Li-S)
2.3 HEOs在光催化中的应用
2.3.1 产氢反应
2.3.2 污染物降解
3 HEOs理论计算
4 结语与展望
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