Volume 9 Issue 10
Oct.  2024
Turn off MathJax
Article Contents
Yang Liu, Yu Zhang, Zhao-Di Yang, Liqiang Jing. Recent advances in phenazine-linked porous catalysts toward photo/electrocatalytic applications and mechanism. Green Energy&Environment, 2024, 9(10): 1518-1549. doi: 10.1016/j.gee.2023.12.006
Citation: Yang Liu, Yu Zhang, Zhao-Di Yang, Liqiang Jing. Recent advances in phenazine-linked porous catalysts toward photo/electrocatalytic applications and mechanism. Green Energy&Environment, 2024, 9(10): 1518-1549. doi: 10.1016/j.gee.2023.12.006

Recent advances in phenazine-linked porous catalysts toward photo/electrocatalytic applications and mechanism

doi: 10.1016/j.gee.2023.12.006
  • In recent years, porous organic catalysts have been developed and become research hotspots in photo/electrocatalysis due to their inherent pores, high specific surface area, chemical and thermal stability, and diverse functional building blocks. Phenazine-linked organic catalysts, exhibited excellent conjugation, electrical conductivity, chemical, and thermal stability, could bring in N atoms with specific numbers and positions to regulate electron levels, anchor metals, and absorb near-infrared light, which expands solar energy utilization. These advantages of the phenazine-linked catalysts attracted our group and numerous researchers to conduct experimental and computational work on photo/electrocatalytic applications and mechanisms. This review summarizes the recent significant research progress, synthesis methods, photo/electrocatalytic performance, and applications of relative phenazine-linked catalysts. Furthermore, the photo/electrocatalytic mechanism was systematized and summarized by combining experiments and density functional theory calculations simultaneously.

     

  • loading
  • [1]
    Y. Wang, Y. Yang, Q. H. Deng, W. B. Chen, Y. C. Zhang, Y. Zhou, Z. G. Zou, Adv. Funct. Mater. (2023) 2307179.
    [2]
    W.-G. Cui, T.-L. Hu, Small 17 (2021) 2003971.
    [3]
    C. Li, H. Zhang, M. Liu, F.-F. Lang, J. D. Pang, X.-H. Bu, Ind. Chem. Mater. 1 (2023) 9-38.
    [4]
    E. S. Gutteroed, A. Lazzarini, T. Fjermestad, G. Kaur, M. Manzoli, S. Bordiga, S. Svelle, K. P. Lillerud, E. Skulason, S. OEien OEdegaard, A. Nova, U. Olsbye, J. Am. Chem. Soc. 142 (2020) 999-1009.
    [5]
    N. Kuwamura, T. Konno, Inorg. Chem. Front. 8 (2021) 2634- 2649.
    [6]
    M. Koolivand, M. Nikoorazm, A. Ghorbani-Choghamarani, R. Azadbakht, B. Tahmasbi, Sci. Rep. 11 (2021) 24475.
    [7]
    A. S. Cherevan, S. P. Nandan, I. Roger, R. Liu, C. Streb, D. Eder, Adv. Sci. 7 (2020) 1903511.
    [8]
    L. L. Wang, C. W. Xu, W. Q. Zhang, Q. L. Zhang, M. L. Zhao, C. Zeng, Q. L. Jiang, C. Gu, Y. G. Ma, J. Am. Chem. Soc. 144 (2022) 8961-8968.
    [9]
    W. W. Zhang, L. J. Chen, S. Dai, C. X. Zhao, C. Ma, L. Wei, M. H. Zhu, S. Y. Chong, H. F. Yang, L. J. Liu, Y. Bai, M. J. Yu, Y. J. Xu, X.-W. Zhu, Q. Zhu, S. An, R. S. Sprick, M. A. Little, X. F. Wu, S. Jiang, Y. Z. Wu, Y.-B. Zhang, H. Tian, W.-H. Zhu, A. I. Cooper, Nature 604 (2022) 72-79.
    [10]
    H. F. Ji, D. Y. Qiao, G. J. Yan, B. B. Dong, Y. Feng, X. W. Qu, Y. Jiang, X. J. Zhang, ACS Appl. Mater. Interfaces 15 (2023) 37845-37854.
    [11]
    X. Y. Chen, K. Y. Geng, R. Y. Liu, K. T. Tan, Y. F. Gong, Z. P. Li, S. S. Tao, Q. H. Jiang, D. L. Jiang, Angew. Chem. Int. Ed. 59 (2020) 5050-5091.
    [12]
    X. Y. Xu, S. Q. Zhang, K. Xu, H. Z. Chen, X. L. Fan, N. Huang, J. Am. Chem. Soc. 145 (2023) 1022-1030.
    [13]
    C. J. Chen, X. P. Yan, Y. H. Wu, S. J. Liu, X. D. Zhang, X. F. Sun, Q. G. Zhu, H. H. Wu, B. X. Han, Angew. Chem. Int. Ed. 61 (2022) e202202607.
    [14]
    T. Kunde, T. Pausch, B. M. Schmidt, Eur. J. Org. Chem. 2021 (2021) 5844-5856.
    [15]
    J. J. Liu, Z. F. Wang, P. Cheng, M. J. Zaworotko, Y. Chen, Z. J. Zhang, Nat. Rev. Chem. 6 (2022) 339-356.
    [16]
    X. C. Xia, P. J. Sun, X. H. Sun, Y. P. Wang, S. Yang, Y. Z. Jia, B. Peng, C. Nie, e-Polymers 22 (2022) 19-29.
    [17]
    T. Huang, J. F. Zhang, X. Liu, J. D. Xue, H. F. Jiang, Y. X. Ren, X. Y. Qiu, Y. Yin, Z. Y. Jiang, M. D. Guiver, ACS Appl. Polym. Mater. 3 (2021) 5612-5621.
    [18]
    Y. F. Sang, Z. Shu, Y. Wang, L. Z. Wang, D. Zhang, Q. Xiao, F. Zhou, J. H. Huang, Appl. Surf. Sci. 585 (2022) 152663.
    [19]
    L. F. Liao, M. Y. Li, Y. L. Yin, J. Chen, Q. T. Zhong, R. X. Du, S. L. Liu, Y. M. He, W. J. Fu, F. Zeng, ACS Omega 8 (2023) 4527-4542.
    [20]
    S. Z. Li, L. L. Hu, Z. F. Qian, J. Yin, J. T. Tang, C. Y. Pan, G. P. Yu, K. A. I. Zhang, ACS Catal. 13 (2023) 12041-12047.
    [21]
    Y. Y. Tian, G. S. Zhu, Chem. Rev. 120 (2020) 8934-8986.
    [22]
    E. Ghasemiestahbanati, A. Shehzad, K. Konstas, C. J. Setter, L. A. O’Dell, M. Shaibani, M. Majumder, M. R. Hill, J. Mater. Chem. A 10 (2022) 902-911.
    [23]
    W. Y. Zhang, H. Y. Zuo, Z. H. Cheng, Y. Shi, Z. J. Guo, N. Meng, A. Thomas, Y. Z. Liao, Adv. Mater. 34 (2022) 2104952.
    [24]
    A. Hayat, M. Sohail, A. El Jery, K. M. Al-Zaydi, S. Raza, H. Ali, Y. Al-Hadeethi, T. Taha, I. Ud Din, M. Ali Khan, M. A. Amin, E. Ghasali, Y. Orooji, Z. Ajmal, M. Zahid Ansari, Mater. Today 64 (2023) 180-208.
    [25]
    Z. Z. Zhou, Z. Li, L. M. Rehman, Z. P. Lai, Chin. J. Chem. Eng. 45 (2022) 1-14.
    [26]
    J.-S. M. Lee, A. I. Cooper, Chem. Rev. 120 (2020) 2171-2214.
    [27]
    T. Zhang, G. L. Xing, W. B. Chen, L. Chen, Mater. Chem. Front. 4 (2020) 332-353.
    [28]
    Y. Tian, J. Yang, M. X. Gao, Z. J. Liu, M. T. Zhao, M. M. Fang, Z. Li, Mater. Horiz. 9 (2022) 731-739.
    [29]
    R.-R. Liang, S.-Y. Jiang, R.-H. A, X. Zhao, Chem. Soc. Rev. 49 (2020) 3920-3951.
    [30]
    A. I. Cooper, Adv. Mater. 21 (2009) 1291-1295.
    [31]
    A. Thomas, P. Kuhn, J. Weber, M.-M. Titirici, M. Antonietti, Macromol. Rapid Commun. 30 (2009) 221-236.
    [32]
    D. Y. Hu, J. J. Zhang, M. Liu, Chem. Commun. 58 (2022) 11333-11346.
    [33]
    F. Z. Jin, J. J. Liu, Y. Chen, Z. J. Zhang, Angew. Chem. Int. Ed. 60 (2021) 14222-14235.
    [34]
    R. L. Siegelman, E. J. Kim, J. R. Long, Nat. Mater. 20 (2021) 1060-1072.
    [35]
    R.-B. Lin, S. C. Xiang, W. Zhou, B. L. Chen, Chem 6 (2020) 337-363.
    [36]
    H. Li, L. B. Li, R.-B. Lin, W. Zhou, Z. J. Zhang, S. C. Xiang, B. L. Chen, EnergyChem 1 (2019) 100006.
    [37]
    Q. B. Liao, W. T. Xu, X. Huang, C. Ke, Q. Zhang, K. Xi, J. Xie, Sci. China Chem. 63 (2020) 707-714.
    [38]
    P. Prabhu, V. Jose, J.-M. Lee, Matter 2 (2020) 526-553.
    [39]
    W.-K. An, S.-J. Zheng, Y.-N. Du, S.-Y. Ding, Z.-J. Li, S. Jiang, Y. C. Qin, X. B. Liu, P.-F. Wei, Z.-Q. Cao, M. R. Song, Z. L. Pan, Catal. Sci. Technol. 10 (2020) 5171-5180.
    [40]
    J. Zhang, L. S. Liu, C. F. Zheng, W. Li, C. R. Wang, T. S. Wang, Nat. Commun. 14 (2023) 4922.
    [41]
    Y. J. Li, M. H. Chen, Y. A. Han, Y. Q. Feng, Z. J. Zhang, B. Zhang, Chem. Mater. 32 (2020) 2532-2540.
    [42]
    Z. Li, Y.-W. Yang, Adv. Mater. 34 (2022) 2107401.
    [43]
    S. S. Hoseini, A. Seyedkanani, G. Najafi, A. P. Sasmito, A. Akbarzadeh, Energy Stor. Mater. 59 (2023) 102768.
    [44]
    S. Gu, S. F. Wu, L. J. Cao, M. C. Li, N. Qin, J. Zhu, Z. Q. Wang, Y. Z. Li, Z. Q. Li, J. J. Chen, Z. G. Lu, J. Am. Chem. Soc. 141 (2019) 9623-9628.
    [45]
    V.-H. Do, J.-M. Lee, ACS Nano 16 (2022) 17847-17890.
    [46]
    B. Zhang, M. F. Wei, H. Y. Mao, X. K. Pei, S. A. Alshmimri, J. A. Reimer, O. M. Yaghi, J. Am. Chem. Soc. 140 (2018) 12715-12719.
    [47]
    C. Qian, L. L. Feng, W. L. Teo, J. W. Liu, W. Q. Zhou, D. D. Wang, Y. L. Zhao, Nat. Rev. Chem. 6 (2022) 881-898.
    [48]
    Z.-B. Zhou, X.-H. Han, Q.-Y. Qi, S.-X. Gan, D.-L. Ma, X. Zhao, J. Am. Chem. Soc. 144 (2022) 1138-1143.
    [49]
    M. Yang, F. L. Qiu, E.-S. M. El-Sayed, W. J. Wang, S. F. Du, K. Z. Su, D. Q. Yuan, Chem. Sci. 12 (2021) 13307-13315.
    [50]
    P. X. Guan, J. K. Qiu, Y. L. Zhao, H. Y. Wang, Z. Y. Li, Y. L. Shi, J. J. Wang, Chem. Commun. 55 (2019) 12459-12462.
    [51]
    D. C. Liu, K. Li, M. Li, Z. Wang, M. X. Shan, Y. T. Zhang, ACS Appl. Mater. Interfaces 13 (2021) 37775-37784.
    [52]
    Y. Yang, X. Y. Chu, H.-Y. Zhang, R. Zhang, Y.-H. Liu, F.-M. Zhang, M. Lu, Z.-D. Yang, Y.-Q. Lan, Nat. Commun. 14 (2023) 593.
    [53]
    C. H. Yang, Z.-D. Yang, H. Dong, N. Sun, Y. Lu, F.-M. Zhang, G. L. Zhang, ACS Energy Lett. 4 (2019) 2251-2258.
    [54]
    J. Guo, Y. H. Xu, S. B. Jin, L. Chen, T. Kaji, Y. Honsho, M. A. Addicoat, J. Kim, A. Saeki, H. Ihee, S. Seki, S. Irle, M. Hiramoto, J. Gao, D. L. Jiang, Nat. Commun. 4 (2013) 2736.
    [55]
    Y. F. Zeng, R. Y. Zou, Z. Luo, H. C. Zhang, X. Yao, X. Ma, R. Q. Zou, Y. L. Zhao, J. Am. Chem. Soc. 137 (2015) 1020-1023.
    [56]
    H. L. Zhang, Z. Lin, P. Kidkhunthod, J. Guo, Angew. Chem. Int. Ed. 62 (2023) e202217527.
    [57]
    Y.-W. Song, P. Shi, B.-Q. Li, X. Chen, C.-X. Zhao, W.-J. Chen, X.-Q. Zhang, X. Chen, Q. Zhang, Matter 4 (2021) 253-264.
    [58]
    H. Wei, S. Z. Chai, N. T. Hu, Z. Yang, L. M. Wei, L. Wang, Chem. Commun. 51 (2015) 12178-12181.
    [59]
    S. Z. Wang, X. Y. Xu, Y. Yue, K. S. Yu, Q. J. Shui, N. Huang, H. Z. Chen, Small Struct. 1 (2020) 2000021.
    [60]
    B. P. Biswal, S. Chandra, S. Kandambeth, B. Lukose, T. Heine, R. Banerjee, J. Am. Chem. Soc. 135 (2013) 5328-5331.
    [61]
    S. J. Yang, M. Chu, Q. Miao, J. Mater. Chem. C 6 (2018) 3651- 3657.
    [62]
    Y. Cheng, Y.-X. Li, C.-H. Liu, Y.-Y. Zhu, W. B. Lin, Angew. Chem. Int. Ed. 62 (2023) e202310470.
    [63]
    R. Grieco, O. Luzanin, D. Alvan, M. Liras, R. Dominko, N. Patil, J. Bitenc, R. Marcilla, Faraday Discuss. (2023).
    [64]
    K. C. Jie, Y. J. Zhou, Q. Sun, B. Li, R. Zhao, D.-e. Jiang, W. Guo, H. Chen, Z. Z. Yang, F. H. Huang, S. Dai, Nat. Commun. 11 (2020) 1086.
    [65]
    C. S. Diercks, O. M. Yaghi, Science 355 (2017) eaal1585.
    [66]
    N. Huang, P. Wang, D. L. Jiang, Nat. Rev. Mater. 1 (2016) 16068.
    [67]
    Y. H. Xu, S. B. Jin, H. Xu, A. Nagai, D. L. Jiang, Chem. Soc. Rev. 42 (2013) 8012-8031.
    [68]
    Z. Meng, A. Aykanat, K. A. Mirica, Chem. Mater. 31 (2019) 819-825.
    [69]
    Z. Meng, R. M. Stolz, K. A. Mirica, J. Am. Chem. Soc. 141 (2019) 11929-11937.
    [70]
    R. Zhang, W. S. Liu, F.-M. Zhang, Z.-D. Yang, G. L. Zhang, X. C. Zeng, Appl. Catal. B 325 (2023) 122366.
    [71]
    Y. Kou, Y. H. Xu, Z. Q. Guo, D. L. Jiang, Angew. Chem. Int. Ed. 50 (2011) 8753-8757.
    [72]
    L. Wang, Y. Y. Wan, Y. J. Ding, Y. C. Niu, Y. J. Xiong, X. J. Wu, H. X. Xu, Nanoscale 9 (2017) 4090-4096.
    [73]
    V. Briega-Martos, A. Ferre-Vilaplana, A. De La Pena, J. Luis Segura, F. Zamora, J. M. Feliu, E. Herrero, ACS Catal. 7 (2016) 1015-1024.
    [74]
    S. Kandambeth, J. Jia, H. Wu, V. S. Kale, P. T. Parvatkar, J. Czaban-Józwiak, S. Zhou, X. Xu, Z. O. Ameur, E. Abou-Hamad, A.-H. Emwas, O. Shekhah, H. N. Alshareef, M. Eddaoudi, Adv. Energy Mater. 10 (2020) 2001673.
    [75]
    J. Mahmood, E. K. Lee, M. Jung, D. Shin, I.-Y. Jeon, S.-M. Jung, H.-J. Choi, J.-M. Seo, S.-Y. Bae, S.-D. Sohn, N. Park, J. H. Oh, H.-J. Shin, J.-B. Baek, Nat. Commun. 6 (2015) 6486.
    [76]
    I. Ahmad, F. Li, C. Kim, J.-M. Seo, G. Kim, J. Mahmood, H. Y. Jeong, J.-B. Baek, Nano Energy 56 (2019) 581-587.
    [77]
    N. Huang, K. H. Lee, Y. Yue, X. Y. Xu, S. Irle, Q. H. Jiang, D. L.Jiang, Angew. Chem. Int. Ed. 59 (2020) 16587-16593.
    [78]
    M. C. Wang, M. Ballabio, M. Wang, H.-H. Lin, B. P. Biswal, X. C. Han, S. Paasch, E. Brunner, P. Liu, M. W. Chen, M. Bonn, T. Heine, S. Q. Zhou, E. Canovas, R. H. Dong, X. L. Feng, J. Am. Chem. Soc. 141 (2019) 16810-16816.
    [79]
    V. A. Kuehl, J. Yin, P. H. H. Duong, B. Mastorovich, B. Newell, K. D. Li-Oakey, B. A. Parkinson, J. O. Hoberg, J. Am. Chem. Soc. 140 (2018) 18200-18207.
    [80]
    C. Li, L. Zhang, Y. Zhang, Y. Zhou, J. W. Sun, X. P. Ouyang, X. Wang, J. W. Zhu, Y. S. Fu, Chem. Eng. J. 428 (2022) 131085.
    [81]
    J. Mahmood, F. Li, C. Kim, H.-J. Choi, O. Gwon, S.-M. Jung, J.-M. Seo, S.-J. Cho, Y.-W. Ju, H. Y. Jeong, G. Kim, J.-B. Baek, Nano Energy 44 (2018) 304-310.
    [82]
    S. Siahrostami, A. Verdaguer-Casadevall, M. Karamad, D. Deiana, P. Malacrida, B. Wickman, M. Escudero-Escribano, E. A. Paoli, R. Frydendal, T. W. Hansen, I. Chorkendorff, I. E. L. Stephens, J. Rossmeisl, Nat. Mater. 12 (2013) 1137-1143.
    [83]
    D. Y. Chung, P. P. Lopes, P. Farinazzo Bergamo Dias Martins, H. He, T. Kawaguchi, P. Zapol, H. You, D. Tripkovic, D. Strmcnik, Y. Zhu, S. Seifert, S. Lee, V. R. Stamenkovic, N. M. Markovic, Nat. Energy 5 (2020) 222-230.
    [84]
    H. Yang, F. S. Li, S. Q. Zhan, Y. W. Liu, W. L. Li, Q. J. Meng, A. Kravchenko, T. Q. Liu, Y. Yang, Y. Fang, L. Q. Wang, J. Q. Guan, I. Furo, M. S. G. Ahlquist, L. C. Sun, Nat. Catal. 5 (2022) 414-429.
    [85]
    J. T. Xu, J. Mahmood, Y. H. Dou, S. X. Dou, F. Li, L. M. Dai, J.-B. Baek, Adv. Mater. 29 (2017) 1702007.
    [86]
    L. Wang, X. S. Zheng, L. Chen, Y. J. Xiong, H. X. Xu, Angew. Chem. Int. Ed. 57 (2018) 3454-3458.
    [87]
    Z. Y. Guan, C. S. Lian, S. L. Hu, S. Ni, J. Li, W. H. Duan, J. Phys. Chem. C 121 (2017) 3654-3660.
    [88]
    R. Kumar, D. Das, A. K. Singh, J. Catal. 359 (2018) 143-150.
    [89]
    Y. N. Li, L. Wang, J. X. Low, D. Wu, C. Y. Hu, W. B. Jiang, J. Ma, C. M. Wang, R. Long, L. Song, H. X. Xu, Y. J. Xiong, Chin. Chem. Lett. 31 (2020) 231-234.
    [90]
    P. T. Parvatkar, S. Kandambeth, A. C. Shaikh, I. Nadinov, J. Yin, V. S. Kale, G. Healing, A.-H. Emwas, O. Shekhah, H. N. Alshareef, O. F. Mohammed, M. Eddaoudi, J. Am. Chem. Soc. 145 (2023) 5074-5082.
    [91]
    X. Zhang, A. Chen, Z. H. Zhang, M. G. Jiao, Z. Zhou, J. Mater. Chem. A 6 (2018) 11446-11452.
    [92]
    Z.-D. Yang, W. Z. Wu, X. C. Zeng, J. Mater. Chem. C 2 (2014) 2902-2907.
    [93]
    H. M. Wang, X. X. Li, J. L. Yang, ChemPhysChem 17 (2016) 2100-2104.
    [94]
    M. R. Ashwin Kishore, K. Larsson, P. Ravindran, ACS Omega 5 (2020) 23762-23768.
    [95]
    Y. J. Bai, Q. F. Zhang, N. Xu, K. M. Deng, E. J. Kan, J. Phys. Chem. C 122 (2018) 15892-15902.
    [96]
    B. Wang, H. K. Yuan, J. L. Chang, X. R. Chen, H. Chen, Appl. Surf. Sci. 485 (2019) 375-380.
    [97]
    Y. C. Fan, S. Y. Qi, W. F. Li, M. W. Zhao, Appl. Surf. Sci. 541 (2021) 148630.
    [98]
    Y. Wang, M. H. Wang, T. Chen, W. S. Yu, H. F. Liu, H. Cheng, W. T. Bi, M. Zhou, Y. Xie, C. Z. Wu, Angew. Chem. Int. Ed. 62 (2023) e202308070.
    [99]
    Z. F. Wang, Y. Yang, Z. F. Zhao, P. H. Zhang, Y. S. Zhang, J. J. Liu, S. Q. Ma, P. Cheng, Y. Chen, Z. J. Zhang, Nat. Commun. 12 (2021) 1982.
  • 加载中

Catalog

    通讯作者: 陈斌, bchen63@163.com
    • 1. 

      沈阳化工大学材料科学与工程学院 沈阳 110142

    1. 本站搜索
    2. 百度学术搜索
    3. 万方数据库搜索
    4. CNKI搜索

    Article Metrics

    Article views (108) PDF downloads(4) Cited by()
    Proportional views

    /

    DownLoad:  Full-Size Img  PowerPoint
    Return
    Return