经典综述集锦：迈进光电催化大门，请从这十篇综述开始！

能源短缺和环境污染这两大问题是人类社会实现可持续发展的迫切需要，光电催化材料与技术是当前世界上公认的能够“同时解决环境和能源问题”的领域中最具有应用前景的新技术之一。它不仅能够分解水制氢，将太阳能或电能转换为氢能，还能实现常温常压下利用氮气合成氨，而且能够模拟光合作用将CO₂转换为碳氢燃料和氧气。相应的催化剂作为光电催化技术的重要组成部分近年来成为能源与材料领域的研究热点。本文选取了以下十篇综述文献，以对光电催化的历史、催化剂的设计以及光电催化的应用有个清晰的介绍。希望能够对从事相关领域及有意进入相关领域的研究人员有所帮助。

1、光电催化的发展历史

该文回顾了光电催化将太阳能转化为电能或氢能的经典研究。着重介绍了光催化燃料电池和光电催化水分解系统，并介绍了器件的基本原理和设计。包括对用于构建阳极，阴极和串联电池的材料的回顾，并提出了有良好发展前景的相关研究方向。

文献链接：

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

2、催化剂的合理设计（一）

该综述循序渐进，首先介绍了半导体物理学和光电水解过程的基础知识，紧接着总结了迄今为止最重要的几种光电催化阳极/阴极材料（TiO₂，BiVO₄，Fe₂O₃，CdS，Cu₂O，Si等），以及各类助催化剂/电催化剂。重点介绍了助催化剂负载和表面改性，以构建实现高效稳定的光电极材料。

文献链接：

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

3、催化剂的合理设计（二）

该文为最新发表在Energy & Environmental Science 上的常温常压下光电催化合成氨的综述，其突出了合理设计相应催化材料的重要性，总结了各类催化剂理化性质和产氨性能之间的关系，涵盖范围广泛，包括各类电催化剂、光电催化剂和生物催化剂，并提出了实验结合理论计算设计高效稳定催化剂的几大策略。

文献链接：

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

4、催化剂的合理设计（三）

该文讨论了最新的非均相电催化剂和相关材料的设计策略，强调了依靠理论计算结果合理设计催化剂性能的重要性，通过研究不同的催化体系，例如氧还原、氮还原、析氢、析氧等反应，探究其催化作用的共同原理，指出了厄待解决的关键问题，系统地总结了这些催化反应的发展趋势，为新催化剂的开发指明方向。

文献链接：

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

5、催化剂的合理设计（四）

该文总结了超薄二维材料的最新进展，总结了其优缺点，并对其合成方法详细分类，讨论了不同材料的光电特性及其在催化、超级电容器、电池、传感等方面的应用。该文对于此类材料的表征做了全面且详细的介绍，并给出了建设性的意见。

文献链接：

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

6、催化剂的合理设计（五）

该文以催化剂的组成成分为分类依据，概述了几类主要半导体光催化固氮的机理，强调了异质结组装、等离子共振、表面裁剪、引入空位和掺杂等修饰催化剂的手段以及牺牲剂的存在，对光催化活性的影响。

文献链接：

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

7、光电催化的分类（一）

该文介绍了光电催化分解水的研究进展，系统地总结了通过调控电极–溶液、半导体–助催化剂界面提高光电催化分解水效率的研究进展，重点讨论了电解液和界面功能层修饰的重要作用，并对反应器设计、反应条件等参数的影响进行了讨论和展望。

文献链接：

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

8、光电催化的分类（二）

该综述主要介绍了电催化合成氨技术的发展，从电催化合成氨的固体和液体电解质出发，将该领域的研究分为：高温（T> 500℃），中温（500℃> T> 100℃）和低温（T <100℃）电化学合成氨。分析了电化学方法的技术经济优势和劣势，以及将该方法投入实际应用所要满足的要求。

文献链接;

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

9、光电催化的分类（三）

该文介绍了以过渡金属二硫化物复合材料作为催化剂光解水制氢和电解水制氢的最新进展。详细地总结了该类材料的光催化制氢原理和材料表征手段，以及该类材料的电催化制氢原理及性能测试手段，通过热力学和动力学计算分析了光催化和电催化制氢对于材料本身性质的不同要求。

文献链接：

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

10、光电催化的分类（四）

该文主要介绍了光催化固氮，回顾了光催化固氮的历史，定量地分析了各类反应中的热力学条件与限制，进而加深对光催化固氮机理的认识，并强调了统一性能指标对未来促进光催化固氮发展的重要性，提出了提高催化剂性能值得尝试的几种方法。

文献链接：

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

本文由材料人科技顾问春春供稿，编辑部编辑整理。

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