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能量转换电催化金属纳米晶体的原子排列工程( Atomic Arrangement Engineering of Metallic Nanocrystals for Energy-Conversion Electrocatalysis )
J Liang F Ma S Hwang X Wang D Su
人类对能源日益增长的需求要求可持续的能源转换技术（如燃料电池、水裂解等）,开发以金属纳米晶为主要成分的新型电催化剂来进行相应的电催化反应是一个关键。NC催化剂的电催化性能通常可以通过控制组成、尺寸和表面形貌来调节。在最近的报道中，通过对NC中原子的位置和排列进行精确的工程（原子排列工程[AAE])可以大大提高NC的活性。在这篇综述中，我们展示了微观结构，包括晶相、原子排列和应变耦合，是如何决定金属NCs的表面电子结构，从而决定催化性能的。在从热力学和动力学角度介绍纳米晶结构转变过程的基础上，讨论了精确控制纳米晶结构的关键因素。然后总结了两种主要的AAE方法，包括原子有序和平面堆叠。以聚四氟乙烯NC催化剂为例，将无序聚四氟乙烯转化为完全有序聚四氟乙烯NCs后，由于最佳的应变效应和强烈的3d和5d电子相互作用，使其在燃料电池中具有更好的活性和耐久性。因此，在中等条件下大规模制备具有所需形貌和可控物相的纳米碳纳米管是非常重要的。应进一步注意弥合实验室研究与工业应用之间的差距。网络控制系统的AAE还可应用于电子、磁学、传感、医学等重要领域。
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