經典綜述集錦：邁進光電催化大門，請從這十篇綜述開始！

能源短缺和環境污染這兩大問題是人類社會實現可持續發展的迫切需要，光電催化材料與技術是當前世界上公認的能夠“同時解決環境和能源問題”的領域中最具有應用前景的新技術之一。它不僅能夠分解水制氫，將太陽能或電能轉換為氫能，還能實現常溫常壓下利用氮氣合成氨，而且能夠模擬光合作用將CO₂轉換為碳氫燃料和氧氣。相應的催化劑作為光電催化技術的重要組成部分近年來成為能源與材料領域的研究熱點。本文選取了以下十篇綜述文獻，以對光電催化的歷史、催化劑的設計以及光電催化的應用有個清晰的介紹。希望能夠對從事相關領域及有意進入相關領域的研究人員有所幫助。

1、光電催化的發展歷史

該文回顧了光電催化將太陽能轉化為電能或氫能的經典研究。著重介紹了光催化燃料電池和光電催化水分解系統，并介紹了器件的基本原理和設計。包括對用于構建陽極，陰極和串聯電池的材料的回顧，并提出了有良好發展前景的相關研究方向。

文獻鏈接：

https://doi.org/10.1016/j.apcatb.2017.03.067

2、催化劑的合理設計（一）

該綜述循序漸進，首先介紹了半導體物理學和光電水解過程的基礎知識，緊接著總結了迄今為止最重要的幾種光電催化陽極/陰極材料（TiO₂，BiVO₄，Fe₂O₃，CdS，Cu₂O，Si等），以及各類助催化劑/電催化劑。重點介紹了助催化劑負載和表面改性，以構建實現高效穩定的光電極材料。

文獻鏈接：

https://pubs.rsc.org/en/Content/ArticleLanding/2017/CS/C6CS00306K#!divAbstract

3、催化劑的合理設計（二）

該文為最新發表在Energy & Environmental Science 上的常溫常壓下光電催化合成氨的綜述，其突出了合理設計相應催化材料的重要性，總結了各類催化劑理化性質和產氨性能之間的關系，涵蓋范圍廣泛，包括各類電催化劑、光電催化劑和生物催化劑，并提出了實驗結合理論計算設計高效穩定催化劑的幾大策略。

文獻鏈接：

https://pubs.rsc.org/en/content/articlehtml/2017/ee/c7ee02220d

4、催化劑的合理設計（三）

該文討論了最新的非均相電催化劑和相關材料的設計策略，強調了依靠理論計算結果合理設計催化劑性能的重要性，通過研究不同的催化體系，例如氧還原、氮還原、析氫、析氧等反應，探究其催化作用的共同原理，指出了厄待解決的關鍵問題，系統地總結了這些催化反應的發展趨勢，為新催化劑的開發指明方向。

文獻鏈接：

http://science.sciencemag.org/content/355/6321/eaad4998

5、催化劑的合理設計（四）

該文總結了超薄二維材料的最新進展，總結了其優缺點，并對其合成方法詳細分類，討論了不同材料的光電特性及其在催化、超級電容器、電池、傳感等方面的應用。該文對于此類材料的表征做了全面且詳細的介紹，并給出了建設性的意見。

文獻鏈接：

https://pubs.acs.org/doi/abs/10.1021/acs.chemrev.6b00558

6、催化劑的合理設計（五）

該文以催化劑的組成成分為分類依據，概述了幾類主要半導體光催化固氮的機理，強調了異質結組裝、等離子共振、表面裁剪、引入空位和摻雜等修飾催化劑的手段以及犧牲劑的存在，對光催化活性的影響。

文獻鏈接：

https://pubs.rsc.org/en/content/articlehtml/2017/mh/c7mh00557a

7、光電催化的分類（一）

該文介紹了光電催化分解水的研究進展，系統地總結了通過調控電極–溶液、半導體–助催化劑界面提高光電催化分解水效率的研究進展，重點討論了電解液和界面功能層修飾的重要作用，并對反應器設計、反應條件等參數的影響進行了討論和展望。

文獻鏈接：

https://pubs.acs.org/doi/abs/10.1021/acscatal.6b03107

8、光電催化的分類（二）

該綜述主要介紹了電催化合成氨技術的發展，從電催化合成氨的固體和液體電解質出發，將該領域的研究分為：高溫（T> 500℃），中溫（500℃> T> 100℃）和低溫（T <100℃）電化學合成氨。分析了電化學方法的技術經濟優勢和劣勢，以及將該方法投入實際應用所要滿足的要求。

文獻鏈接;

https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0920586116304138

9、光電催化的分類（三）

該文介紹了以過渡金屬二硫化物復合材料作為催化劑光解水制氫和電解水制氫的最新進展。詳細地總結了該類材料的光催化制氫原理和材料表征手段，以及該類材料的電催化制氫原理及性能測試手段，通過熱力學和動力學計算分析了光催化和電催化制氫對于材料本身性質的不同要求。

文獻鏈接：

https://onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1002/adma.201503270

10、光電催化的分類（四）

該文主要介紹了光催化固氮，回顧了光催化固氮的歷史，定量地分析了各類反應中的熱力學條件與限制，進而加深對光催化固氮機理的認識，并強調了統一性能指標對未來促進光催化固氮發展的重要性，提出了提高催化劑性能值得嘗試的幾種方法。

文獻鏈接：

https://pubs.acs.org/doi/abs/10.1021/acscatal.7b00439

本文由材料人科技顧問春春供稿，編輯部編輯整理。

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