催化剂

电催化CO2还原的主要工业化挑战在于高效稳定的催化剂设计与产物的有效利用。传统的CO2还原体系中，催化剂的活性、稳定性较差，产物与原料气不可避免地混合，导致产物浓度低，难以在工业上直接利用。产物的进一步提纯也将带来很大的能源消耗和额外的碳排放。

有鉴于此，天津大学彭文朝副教授和阿德莱德大学段晓光研究员等人，使用ZnCl2，KOH和CO2活化氮和硫共掺杂的石墨烯（N，S-G），以开发出不同的缺陷和功能，所制备的石墨烯材料用作过氧单硫酸盐（PMS）活化的无金属催化剂，并探究了所制成材料的不同活化途径。

他们设计制备了负载于氮掺杂石墨烯上的铱（Ir）纳米颗粒（Ir@N-G-600）。该催化剂中Ir负载量低至6.98 μg cm-2，但在酸性和碱性介质中均表现出比Pt/C、RuO2、Ir/C等商业催化剂更优的HER、OER催化活性和寿命，在1.6 V槽压下实现稳定的10 mA cm−2电解水。进一步研究表明，该催化剂的高活性与稳定性归因于其中丰富的Ir-N配位，改变了Ir原子的电子结构，形成了更有利于HER、OER过程的电子构型。

有鉴于此，天津大学杨静等报道了一种复合结构电催化剂，2H-MoS2/掺N多孔石墨烯。该电催化剂的特点在于其中含有丰富的界面Mo-吡啶N，有效的改善电催化活性。

纳米团簇级的粒径尺寸有效的提高了电催化剂比表面积，有效的提高了贵金属铂的利用率，镍可以在较低电位下吸附羟基物种，磷元素可以有效调节铂的电子结构，降低铂的费米能级，提高其抗毒化性能。石墨烯具有表面积大，电化学酸性环境下结构稳定，电子导电性好等优点，磷掺杂石墨烯可有效提高载体表面的缺陷密度，进而进一步提高其对催化剂粒子的锚定力，提高催化剂的稳定性。

1）作者发现，通过金属表面与烃的H原子接触在诱导表面纳米石墨烯合成的脱氢步骤中起着至关重要的作用。将金属针尖用作金属催化剂，选择性的与碳氢化合物分子紧密靠近以分解C-H键。通过该方法可实现中间体H原子解离并以目标选择性和可再现的方式产生环脱氢产物。2）作者通过金属针尖催化苯环性和非苯环形PAHs的脱氢，证明了该方法作为纳米石墨烯合成催化剂的普遍适用性。

河海大学黄华杰、徐兴涛课题组与澳大利亚昆士兰大学Yusuke Yamauchi课题组合作综述了利用石墨烯基材料作为电解水析氢反应催化剂的研究工作。

他们把两个单独的铁原子通过氮原子固定在一块石墨烯材料上，构成了一个由石墨烯网络负载的两个铁单原子催化剂（FeN3-FeN3@graphene）。