苏州大学功能纳米与软物质研究院 (FUNSOM) 硕士研究生。主要研究方向为光热二氧化碳还原，重点探究 MXene 基金属催化剂中的结构—活性构效关系，进一步提升光热催化的高效实用化进程。在 ACS Nano、Trans. Tianjin Univ.、FlatChem 等期刊上以第一作者或共同第一作者身份发表论文4篇。

文章导读

得益于材料表面丰富的基团种类和过渡金属缺陷位点，MXene 材料展现出优异的导电性、良好的电磁波屏蔽性能和优良的光热转化性能，在能源储存与转化、生物医药、催化等领域具有良好的应用前景。而 MXene 材料优异的光热转换能力使其成为高效光热催化的潜在选择之一。MXene 材料兼具优异的吸光和光热转换性能、良好的热量管理过程和高效表面反应的优势，有望成为理想的光热催化体系。然而，MXene 基催化剂的实际性能往往取决于其特殊的结构和丰富的元素组成。因此，深入理解 MXene 材料结构-功能-催化性能的内在联系非常重要。

基于此，苏州大学的何乐教授课题组在 Chemistry 期刊发表文章。总结了 MXene 基光热催化剂的最新进展，从原子尺度上对高效 MXene 基光热催化剂的设计提出了见解。

研究内容与结果

MXene 作为一种优异的光热催化材料，符合满足高效光热催化剂构筑的三个必要条件：光吸收、热管理和表面反应。对于光吸收和光热转换过程，MXene 材料兼具宽光谱响应范围和高吸光截面积的特点，是一类优异的吸光和光热转换材料。在热管理过程中，MXene 材料特殊的层间结构、优异的电磁波屏蔽性能和较低的中红外发射率有助于提升材料隔热保温效果，优化热量管理过程。对于催化过程中的表面反应，MXene 材料和活性金属之间独特的金属-载体相互作用有助于改善催化剂的分散性和稳定性，促进表面反应过程 (图1)。

图1. 光热催化领域中 MXene 材料的特性和功能。

研究总结与展望

作者从理解 MXene 材料结构-功能-催化性能的内在联系出发，详细总结了 MXene 材料在光热催化中相关应用。与其他光热催化剂相比，MXene 材料有望满足所有条件以构筑理想的光热催化剂。同时，针对光热催化的基本过程，作者为 MXene 基光热催化剂提供了建设性的意见和建议，为 MXene 基光热催化剂的商业化打下基础。其次，研究者需要开发一系列先进的原位/非原位表征手段对反应过程中活性金属和 MXene 材料的界面结构、催化剂活性位点、中间产物形成机制等进行研究，为高效 MXene 基光热催化体系的设计提供理论指导 (图2)。

图2. MXene 基光热催化剂的原位表征技术。

Wu, Z.; Shen, J.; Li, C.; Zhang, C.; Wu, C.; Li, Z.; An, X.; He, L. Niche Applications of MXene Materials in Photothermal Catalysis. Chemistry 2023, 5, 492-510.

Chemistry 期刊介绍

主编：

Edwin Charles Constable, University of Basel, Switzerland

期刊专注于发表化学各个领域的原创性研究成果、综述性报道和简报通讯。主要研究方向包括但不限于：超分子与纳米化学；理论、计算和模拟化学；结晶学和物理方法；分子化学；无机材料和聚合物；催化与金属有机化学；药物与生物无机化学。目前已被 ESCI (Web of Science)、Scopus、DOAJ、CaPlus/SciFinder 等数据库收录。

Time to First Decision 15.5 Days

Acceptance to Publication 3.6 Days

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