Vật liệu kim loại chuyển tiếp chalcogenides và phosphides: Phương pháp chế tạo và khả năng quang xúc tác tách nước
231 lượt xemDOI:
https://doi.org/10.54939/1859-1043.j.mst.89.2023.3-14Từ khóa:
Vật liệu xúc tác; Tách nước; Vật liệu kim loại chuyển tiếp.Tóm tắt
Hiện nay, các nghiên cứu phát triển các nguồn năng lượng hydro có khả năng tái tạo và sạch đang ngày càng gia tăng về số lượng và chất lượng. Hydro được cho là một loại nhiên liệu tiềm năng, sạch và an toàn với môi trường, được coi là giải pháp bền vững khắc phục sự phụ thuộc vào nhiên liệu hóa thạch hiện nay. Việc tạo ra hydro thông qua các nguồn tài nguyên vô tận như nước và năng lượng mặt trời đang ngày càng nhận được nhiều sự quan tâm. Tách hydro từ nước nhờ năng lượng ánh sáng mặt trời được coi là một phương pháp mới nhằm sản xuất hydro hiệu quả, lâu dài. Rất nhiều các nghiên cứu đang tập trung và phát triển các chất xúc tác quang để sản xuất hydro từ nước. Hầu hết các chất xúc tác quang đang được khám phá và sử dụng đều có hoạt tính xúc tác cao và độ bền tốt, giá thành thấp cho các phản ứng điện hóa trong phản ứng tách nước và pin nhiên liệu. Trong báo cáo này, chúng tôi tổng hợp có chọn lọc một số thành tựu đạt được gần đây trong nghiên cứu chế tạo và đặc trưng quang xúc tác tách nước sử dụng vật liệu kim loại chuyển tiếp dichalcogenides và phosphides.
Tài liệu tham khảo
[1]. Ahmad, I.; Arther, S.; Khan, R. Int. J. Hydrog. Energy, 43, 6011–6039, (2018). DOI: https://doi.org/10.1016/j.ijhydene.2018.01.113
[2]. Fadojutimi, P.O.; Gqoba, S.S.; Tetana, Z.N.; Moma, J. Catalysts, 12, 468, (2022). DOI: https://doi.org/10.3390/catal12050468
[3]. Fujishima, A.; Honda, K.; Kikuchi, S.. Kogyo Kagaku Zasshi, 72, 108–113, (1969). DOI: https://doi.org/10.1246/nikkashi1898.72.108
[4]. Peng, W.; Li, Y.; Zhang, F.; Zhang, G.; Fan, X.. Ind. Eng. Chem. Res. 56, 4611–4626, (2017). DOI: https://doi.org/10.1021/acs.iecr.7b00371
[5]. Zhang, N.; Zhang, Y.; Pan, X.; Yang, M.-Q.; Xu, Y.-J.. J. Phys. Chem. C, 116, 18023–18031, (2012). DOI: https://doi.org/10.1021/jp303503c
[6]. Du, J.; et al. Ceram. Int. 44, 3099–3106, (2018). DOI: https://doi.org/10.1016/j.ceramint.2017.11.075
[7]. Fu, L.; et al.. Adv. Mater. 29, 1700439–1700446, (2017). DOI: https://doi.org/10.1002/adma.201700439
[8]. Pihosh, Y. et al.. Sci. Rep. 5, 11141, (2015). DOI: https://doi.org/10.1038/srep11141
[9]. Su, T.; Shao, Q.; Qin, Z.; Guo, Z.; Wu, Z.. ACS Catal. 8, 2253–2276, (2018). DOI: https://doi.org/10.1021/acscatal.7b03437
[10]. Ran, J.; Zhang, J.; Yu, J.; Jaroniec, M.; Qiao, S.Z.. Chem. Soc. Rev. 43, 7787–7812, (2014). DOI: https://doi.org/10.1039/C3CS60425J
[11]. Sumesh, C.K.; Peter, S.C.. Dalton Trans. 34, 12772–12802., (2019). DOI: https://doi.org/10.1039/C9DT01581G
[12]. Kumaravel, V. et al.Catalysts, 9, 276, (2019). DOI: https://doi.org/10.3390/catal9030276
[13]. Jeong, S. et al. Chem. Mater. 28, 1965–1974, (2016). DOI: https://doi.org/10.1021/acs.chemmater.6b00430
[14]. Yan, C. et al.. Adv. Funct. Mater. 28, 1803305, (2018). DOI: https://doi.org/10.1002/adfm.201803305
[15]. Singh, A.K. et al.. Appl. Mater. Today, 13, 242–270, (2018). DOI: https://doi.org/10.1016/j.apmt.2018.09.003
[16]. Rahmanian, E.; Malekfar, R.; Pumera, M.. Chem. Eur. J. 24, 18–31, (2018). DOI: https://doi.org/10.1002/chem.201703434
[17]. Novoselov, K.S. et al. Proc. Natl. Acad. Sci. USA, 102, 10451–10453, (2005). DOI: https://doi.org/10.1073/pnas.0502848102
[18]. Coleman, J.N.; et al.. Science, 331, 568–571, (2011).
[19]. Sherrell, P.C. et al. ACS Omega, 3, 8655–8662, (2018). DOI: https://doi.org/10.1021/acsomega.8b00766
[20]. O’Brien, M. et al.. Sci. Rep. 6, 19476, (2016).
[21]. Zhang, M.; et al.. J. Am. Chem. Soc. 137, 7051–7054, (2015). DOI: https://doi.org/10.1021/jacs.5b03807
[22]. Liu, E.; et al. Nat. Commun. 6, 6991, (2015).
[23]. Pawbake, A.S.; Pawar, M.S.; Jadkar, S.R.; Late, D.J.. Nanoscale, 8, 3008–3018, (2016). DOI: https://doi.org/10.1039/C5NR07401K
[24]. Zhang, Z. et al.. Nanotechnology, 30, 182002, (2019). DOI: https://doi.org/10.1088/1361-6528/aaff19
[25]. Wen, Y.; Zhu, Y.; Zhang, S.. RSC Adv. 5, 66082–66085, (2015). DOI: https://doi.org/10.1039/C5RA12412C
[26]. Muhammad, Z.; et al. Nano Res. 11, 4914–4922, (2018). DOI: https://doi.org/10.1007/s12274-018-2081-1
[27]. You, J.; Hossain, D.; Luo, Z.. Nano Converg. 5, 26–32, (2018). DOI: https://doi.org/10.1186/s40580-018-0158-x
[28]. Tenne, R.. Angew. Chem. Int. Ed. 42, 5124–5132, (2003). DOI: https://doi.org/10.1002/anie.200301651
[29]. Tan, C.; Zhang, H.. Nat. Commun. 6, 7873, (2015). DOI: https://doi.org/10.1038/ncomms8873
[30]. Mansouri, A.; Semagina, N.. ACS Appl. Nano Mater. 1, 4408–4412, (2018). DOI: https://doi.org/10.1021/acsanm.8b01353
[31]. Razgoniaeva, N. et al. Just Add Ligands:. Chem. Mater. 30, 1391–1398, (2018). DOI: https://doi.org/10.1021/acs.chemmater.7b05165
[32]. Qiao, L.; Swihart, M.T.. Adv. Colloid Interface Sci. 244, 199–266, (2017). DOI: https://doi.org/10.1016/j.cis.2016.01.005
[33]. Rajput, N.. Int. J. Adv. Eng. Technol. 7, 1806–1811, (2015).
[34]. Zheng, W. et al.. Adv. Funct. Mater. 26, 6371–6379, (2016). DOI: https://doi.org/10.1002/adfm.201602494
[35]. Marco Vittorio, N.; et al. ACS Appl. Mater. Interfaces, 10, 34392–34400, (2018). DOI: https://doi.org/10.1021/acsami.8b12596
[36]. Guo, X.; Yin, P.; Wang, Z.; Yang, H.. J. Sol-Gel Sci. Technol. 85, 140–148, (2017). DOI: https://doi.org/10.1007/s10971-017-4531-8
[37]. Thiagarajan, S.; Anandhavelu, S.; Vikraman, D.; Books on Demand: Norderstedt, Germany, (2017).
[38]. Rosman, N.N.; et al. Int. J. Hydrog. Energy, 43, 18925–18945, (2018). DOI: https://doi.org/10.1016/j.ijhydene.2018.08.126
[39]. Chen, Y.; Sun, H.; Peng, W.. Nanomaterials, 7, 62, (2017). DOI: https://doi.org/10.3390/nano7030062
[40]. Lu, Q.; Yu, Y.; Ma, Q.; Chen, B.; Zhang, H.. Adv. Mater. 28, 1917–1933, (2015). DOI: https://doi.org/10.1002/adma.201503270
[41]. Ma, S.; Xie, J.; Wen, J.; He, K.; Li, X.; Liu, W.; Zhang, X.. Appl. Surf. Sci. 391, 580–591, (2016). DOI: https://doi.org/10.1016/j.apsusc.2016.07.067
[42]. Chang, K. et al. Adv. Energy Mater. 10, 1402279, (2015). DOI: https://doi.org/10.1002/aenm.201402279
[43]. Li, H. et al. Nanoscale, 8, 6101–6109, (2016). DOI: https://doi.org/10.1039/C5NR08796A
[44]. Zhang, P.; Tachikawa, T.; Fujitsuka, M.; Majima, T.. Chem. Commun. 51, 7187–7190, (2015). DOI: https://doi.org/10.1039/C5CC01753J
[45]. Dong, Z. et al. IOP Conf. Ser. Earth Environ. Sci. 189, 032042, (2018). DOI: https://doi.org/10.1088/1755-1315/189/3/032042
[46]. Feng, H.; Zhou, W.; Zhang, X.; Zhang, S.; Liu, B.; Zhen, D.. Adv. Compos. Lett. 28, (2019). DOI: https://doi.org/10.1177/2633366X19895020
[47]. Yuan, Y.-J.; Wang, F.; Hu, B.; Lu, H.-W.; Yu, Z.-T.; Zou, Z.-G.. Dalton Trans. 44, 10997, (2015). DOI: https://doi.org/10.1039/C5DT00906E
[48]. Chang, Y.C.; Lin, Y.W.; Lu, M.Y.. Mater. Chem. Phys. 266, 124560, (2021). DOI: https://doi.org/10.1016/j.matchemphys.2021.124560
[49]. Khalid, N.R.; Israr, Z.; Tahir, M.B.; Iqbal, T.H.. Int. J. Hydrog. Energy, 15, 8479–8489, (2020). DOI: https://doi.org/10.1016/j.ijhydene.2020.01.031
[50]. Swain, G.; Sultana, S.; Naik, B.; Parida, K.. ACS Omega, 2, 3745–3753, (2017). DOI: https://doi.org/10.1021/acsomega.7b00492
[51]. P. Yu et al. Nano Energy, 58, 244-276, (2019). DOI: https://doi.org/10.1016/j.nanoen.2019.01.017
[52]. M. Sun, H. Liu, J. Qu, J. Li,. Adv. Energy Mater. 6, 1600087, (2016). DOI: https://doi.org/10.1002/aenm.201600087
[53]. J. F. Callejas et al.. Chem. Mater. 28, 6017-6044, (2016). DOI: https://doi.org/10.1021/acs.chemmater.6b02148
[54]. J. F. Callejas et al. ACS Nano, 8, 11101-11107, (2014). DOI: https://doi.org/10.1021/nn5048553
[55]. E. J. Popczun et al. Angew. Chem. Int. Ed. 53, 5427-5430, (2014). DOI: https://doi.org/10.1002/anie.201402646
[56]. E. J. Popczun et al. J. Am. Chem. Soc. 135, 9267-9270, (2013). DOI: https://doi.org/10.1021/ja403440e
[57]. Weng, C.-C., Ren, J.-T., & Yuan, Z.-Y.. ChemSusChem. (2020).
[58]. G. Zhang, G. Wang, Y. Liu, H. Liu, J. Qu, J. Li,. J. Am. Chem. Soc. 138, 14686-14693, (2016). DOI: https://doi.org/10.1021/jacs.6b08491
[59]. H. Tabassum et al. Adv. Energy Mater. 7, 1601671, (2017). DOI: https://doi.org/10.1002/aenm.201601671
[60]. X. Wang et al. Nano Energy, 62, 745-753, (2019). DOI: https://doi.org/10.1016/j.nanoen.2019.06.002
[61]. J. Xiao, Z. Y. Zhang, Y. Zhang, Q. Q. Lv, F. Jing, K. Chi, S. Wang,. Nano Energy, 51, 223, (2018). DOI: https://doi.org/10.1016/j.nanoen.2018.06.040
[62]. Q. Guan, W. Li,. J. Catal. 271, 413-415, (2010). DOI: https://doi.org/10.1016/j.jcat.2010.02.031
[63]. P. Jiang, Q. Liu, Y. Liang, J. Tian, A. M. Asiri, X. Sun,. Angew. Chem. Int. Ed. 53, 12855, (2014). DOI: https://doi.org/10.1002/anie.201406848
[64]. Q. Liu et al.. Angew. Chem. Int. Ed. 53, 6710-6714, (2014). DOI: https://doi.org/10.1002/anie.201404161
[65]. Y. P. Zhu, Y. P. Liu, T. Z. Ren, Z. Y. Yuan,. Adv. Funct. Mater. 25, 7337-7347, (2015). DOI: https://doi.org/10.1002/adfm.201503666
[66]. F. H. Saadi et al. J. Phys. Chem. C, 118, 29294-29300, (2014). DOI: https://doi.org/10.1021/jp5054452
[67]. J. Jiang, et al.J. Mater. Chem. A, 3, 499-503, (2015). DOI: https://doi.org/10.1039/C4TA04758C
[68]. M. Pi, T. Wu, D. Zhang, S. Chen, S. Wang,. Nanoscale, 8, 19779-19786, (2016). DOI: https://doi.org/10.1039/C6NR05747K
[69]. X. Xiao et al. Chem. Sci. 9, 1970-1975, (2018). DOI: https://doi.org/10.1039/C7SC04849A
[70]. T. T. Liu et al. ACS Catal. 7, 98-102, (2017). DOI: https://doi.org/10.1021/acscatal.6b02849
[71]. Y. Men, P. Li, F. Yang, G. Cheng, S. Chen, W. Luo, Appl. Catal. B Environ. 253, 21-27, (2019). DOI: https://doi.org/10.1016/j.apcatb.2019.04.038
[72]. K. Liang, et al., ACS Catal. 9, 651-659, (2019). DOI: https://doi.org/10.1021/acscatal.8b04291
[73]. L. Wen et al. ACS Appl. Energy Mater. 1, 3835-3842, (2018). DOI: https://doi.org/10.1021/acsaem.8b00609
[74]. A. Wu et al. ACS Appl. Mater. Interfaces, 11, 25986-25995, (2019). DOI: https://doi.org/10.1021/acsami.9b07415
[75]. L. Yu, H. Hu, H. Wu, X. Lou, Adv. Mater. 29, 1604563, (2017). DOI: https://doi.org/10.1002/adma.201604563
[76]. L.-A. Stern, L. Feng, F. Song, X. Hu, Energy Environ. Sci. 8, 2347-2351, (2015). DOI: https://doi.org/10.1039/C5EE01155H
[77]. H. Liang, et al. ACS Energy Lett. 2, 1035-1042, (2017). DOI: https://doi.org/10.1021/acsenergylett.7b00206
