Recent progress in the synthesis and electrocatalytic application of MXene-based metal phosphide composites

Abstract

In the domain of novel catalyst design and application, metal phosphides have attracted widespread interest due to their unique electronic structure and potential catalytic activity. Various types of supports that can effectively anchor metal phosphides have been reported, among which MXene have received significant attention due to their two-dimensional (2D) structure, adjustable composition, and composite variability. This work mainly aims to elucidate the preparation of novel MXene carriers and their unique roles in loading metal phosphides and participating in catalytic reactions. We will clarify the preparation strategy of MXene, the interaction between metal phosphides and MXene carriers, to explain the stabilization of metal phosphide active sites and the rational adjustment of electronic structure. In addition, we will comprehensively summarize recent research progress of MXene-based metal phosphide composites, with particular emphasis on advancements in the synergistic effect of heterostructures. Regarding applications, we review the utilization of MXene-based metal phosphide composites in electrocatalysis, including hydrogen evolution reaction (HER), oxygen evolution reaction (OER), and oxygen reduction reaction (ORR). Finally, some fundamental challenges and prospects for the efficient electrocatalysis of MXene-based metal phosphide composites are introduced.

Keywords

electrocatalysis / metal phosphides / MXene / preparation strategy / synergistic effect

References

[1] N. Bento, A. Grubler, B. Boza-kiss, S. De Stercke, V. Krey, D. L. Mccollum, C. Zimm, T. Alves, Science 2024, 383, 946.

[2] X. Cao, J. Huo, L. Li, J. Qu, Y. Zhao, W. Chen, C. Liu, H. Liu, G. Wang, Adv. Energy Mater. 2022, 12, 2202119.

[3] X. Yang, C. P. Nielsen, S. Song, M. B. McElroy, Nat. Energy 2022, 7, 955.

[4] B. Zhang, J. Wang, G. Liu, C. M. Weiss, D. Liu, Y. Chen, L. Xia, P. Zhou, M. Gao, Y. Liu, J. Chen, Y. Yan, M. Shao, H. Pan, W. Sun, Nat. Catal. 2024, 7, 441.

[5] M. Li, X. Wang, K. Liu, Z. Zhu, H. Guo, M. Li, H. Du, D. Sun, H. Li, K. Huang, Y. Tang, G. Fu, Adv. Energy Mater. 2023, 13, 2301162.

[6] Y. Wu, L. Wang, T. Bo, Z. Chai, J. K. Gibson, W. Shi, Adv. Funct. Mater. 2023, 33, 2214375.

[7] P. Xu, R. Wang, H. Zhang, V. Carnevale, E. Borguet, J. Suntivich, J. Am. Chem. Soc. 2024, 146, 2426.

[8] J. Moon, W. Beker, M. Siek, J. Kim, H. S. Lee, T. Hyeon, B. A. Grzybowski, Nat. Mater. 2024, 23, 108.

[9] C. Tan, X. Cao, X. J. Wu, Q. He, J. Yang, X. Zhang, J. Chen, W. Zhao, S. Han, G. H. Nam, M. Sindoro, H. Zhang, Chem. Rev. 2017, 117, 6225.

[10] Q. Weng, X. Wang, X. Wang, Y. Bando, D. Golberg, Chem. Soc. Rev. 2016, 45, 3989.

[11] S. Cao, J. Low, J. Yu, M. Jaroniec, Adv. Mater. 2015, 27, 2150.

[12] V. Nicolosi, M. Chhowalla, M. G. Kanatzidis, M. S. Strano, J. N. Coleman, Science 2013, 340, 1226419.

[13] L. Lv, Z. Yang, K. Chen, C. Wang, Y. Xiong, Adv. Energy Mater. 2019, 9, 1803358.

[14] T. Han, B. Sun, Q. Li, C. Wang, Prog. Nat. Sci.: Mater. Int. 2022, 32, 289.

[15] P. X. Li, G. Z. Guan, X. Shi, L. Lu, Y. C. Fan, J. Xu, Y. Y. Shang, Y. J. Zhang, J. Q. Wei, F. M. Guo, Rare Met. 2023, 42, 1249.

[16] J. Zeng, L. Xu, X. Luo, T. Chen, S. H. Tang, X. Huang, L. L. Wang, Tungsten 2022, 4, 52.

[17] F. Pan, X. Wu, D. Batalu, W. Lu, H. Guan, Adv. Powder Mater. 2023, 2, 100100.

[18] X. Miao, Z. Li, S. Liu, J. Wang, S. Yang, Adv. Powder Mater. 2023, 2, 100092.

[19] M. Naguib, M. Kurtoglu, V. Presser, J. Lu, J. Niu, M. Heon, L. Hultman, Y. Gogotsi, M. W. Barsoum, Adv. Mater. 2011, 37, 4248.

[20] Y. Jia, Y. Jiang, Y. Pan, X. Zou, Q. Zhang, X. Gao, J. Zhang, K. Yu, Y. Yang, Y. Liu, Carbon Neutraliz. 2024, 3, 313.

[21] L. Jiang, J. Duan, J. Zhu, S. Chen, M. Antonietti, ACS Nano 2020, 14, 2436.

[22] X. Zeng, X. Jiang, Y. Ning, Y. Gao, R. Che, Nano-Micro Lett. 2024, 16, 213.

[23] X. Zeng, E. Li, G. Xia, N. Xie, Z. Y. Shen, M. Moskovits, R. Yu, J. Eur. Ceram. Soc. 2021, 41, 7381.

[24] B. Li, Q. Zhu, C. Cui, C. Liu, Z. Wang, S. Feng, Y. Sun, H. Zhu, X. Su, Y. Zhao, H. Zhang, J. Yao, S. Qiu, Q. Li, X. Wang, X. Wang, H. Cheng, D. Sun, Adv. Mater. 2022, 34, 2201298.

[25] X. Xie, C. Chen, N. Zhang, Z. R. Tang, J. Jiang, Y. J. Xu, Nat. Sustain. 2019, 2, 856.

[26] W. H. Yang, Z. C. Ni, D. You, J. Y. Hou, B. N. Deng, R. W. Huang, S. G. Sun, J. B. Zhao, X. Li, Y. Y. Zhang, Y. J. Zhang, Rare Met. 2023, 42, 2577.

[27] X. Wang, Y. Liu, X. Y. Ma, L. Y. Chang, Q. Zhong, Q. Pan, Z. Wang, X. Yuan, M. Cao, F. Lyu, Y. Yang, J. Chen, T. K. Sham, Q. Zhang, Nano Lett. 2023, 23, 685.

[28] L. Biswal, R. Mohanty, S. Nayak, K. Parida, J. Environ. Chem. Eng. 2022, 10, 107211.

[29] M. L. Desai, H. Basu, R. K. Singhal, S. Saha, S. K. Kailasa, Colloids Surf. A 2019, 565, 70.

[30] L. Biswal, S. Nayak, K. Parida, Catal. Sci. Technol. 2021, 11, 1222.

[31] X. Liu, Y. Zhu, Z. Lu, J. Xiao, G. Zou, H. Hou, X. Ji, Carbon Neutraliz. 2023, 2, 721.

[32] B. Anasori, M. R. Lukatskaya, Y. Gogotsi, Nat. Rev. Mater. 2017, 2, 16098.

[33] K. Hantanasirisakul, Y. Gogotsi, Adv. Mater. 2018, 30, 1804779.

[34] J. C. Lei, X. Zhang, Z. Zhou, Front. Phys. 2015, 10, 276.

[35] O. Salim, K. A. Mahmoud, K. K. Pant, R. K. Joshi, Mater. Today Chem. 2019, 14, 100191.

[36] J. Jimmy, B. Kandasubramanian, Eur. Polym. J. 2020, 122, 109367.

[37] Z. Xia, Q. Huang, S. Guo, Q. Xia, W. Xiong, M. Ni, F. Zan, H. Xia, FlatChem 2019, 17, 100129.

[38] A. Sherryna, M. Tahir, Chem. Eng. J. 2022, 433, 134573.

[39] H. Högberg, L. Hultman, J. Emmerlich, T. Joelsson, P. Eklund, J. M Molina-Aldareguia, J. P. Palmquist, O. Wilhelmsson, U. Jansson, Surf. Coat. Technol. 2005, 193, 6.

[40] W. Jeitschko, H. Nowotny, Monatsh. Chem. 1967, 98, 329.

[41] J. C. Schuster, H. Nowotny, Int. J. Mater. Res. 1980, 71, 341.

[42] M. Barsoum, T. El-Raghy, Am. Sci. 2001, 89, 334.

[43] Y. Bai, N. Srikanth, C. K. Chua, K. Zhou, Crit. Rev. Solid State Mater. Sci. 2019, 44, 56.

[44] L. Fu, W. Xia, Adv. Eng. Mater. 2021, 23, 2001191.

[45] H. Ding, Y. Li, M. Li, K. Chen, K. Liang, G. Chen, J. Lu, J. Palisaitis, P. O. Å. Persson, P. Eklund, L. Hultman, S. Du, Z. Chai, Y. Gogotsi, Q. Huang, Science 2023, 379, 1130.

[46] S. Ling, C. Zhang, C. Ma, Y. Li, Q. Zhang, Adv. Funct. Mater. 2023, 33, 2208320.

[47] J. C. Schuster, H. Nowotny, C. Vaccaro, J. Solid State Chem. 1980, 32, 213.

[48] I. Salama, T. El-Raghy, M. W. Barsoum, J. Alloys Compd. 2002, 347, 271.

[49] M. Naguib, O. Mashtalir, J. Carle, V. Presser, J. Lu, L. Hultman, Y. Gogotsi, M. W. Barsoum, ACS Nano 2012, 6, 1322.

[50] J. Yang, M. Naguib, M. Ghidiu, L. M. Pan, J. Gu, J. Nanda, J. Halim, Y. Gogotsi, M. W. Barsoum, J. Am. Ceram. Soc. 2016, 99, 660.

[51] Y. Lin, Z. Tian, L. Zhang, J. Ma, Z. Jiang, B. J. Deibert, R. Ge, L. Chen, Nat. Commun. 2019, 10, 163.

[52] M. Han, K. Maleski, C. E. Shuck, Y. Yang, J. T. Glazar, A. C. Foucher, K. Hantanasirisakul, A. Sarycheva, N. C. Frey, S. J. May, V. B. Shenoy, E. A. Stach, Y. Gogotsi, J. Am. Chem. Soc. 2020, 142, 19110.

[53] D. Pinto, B. Anasori, H. Avireddy, C. E. Shuck, K. Hantanasirisakul, G. Deysher, J. R. Morante, W. Porzio, H. N. Alshareef, Y. Gogotsi, J. Mater. Chem. A 2020, 8, 8957.

[54] Z. Liu, L. Zheng, L. Sun, Y. Qian, J. Wang, M. Li, J. Am. Ceram. Soc. 2014, 97, 67.

[55] B. Anasori, Y. Xie, M. Beidaghi, J. Lu, B. C. Hosler, L. Hultman, P. R. C. Kent, Y. Gogotsi, M. W. Barsoum, ACS Nano 2015, 9, 9507.

[56] R. Meshkian, Q. Tao, M. Dahlqvist, J. Lu, L. Hultman, J. Rosen, Acta Mater. 2017, 125, 476.

[57] Q. Tao, M. Dahlqvist, J. Lu, S. Kota, R. Meshkian, J. Halim, J. Palisaitis, L. Hultman, M. W. Barsoum, P. O. Å. Persson, J. Rosen, Nat. Commun. 2017, 8, 14949.

[58] M. Dahlqvist, J. Lu, R. Meshkian, Q. Tao, L. Hultman, J. Rosen, Sci. Adv. 2017, 3, e1700642.

[59] R. Meshkian, M. Dahlqvist, J. Lu, B. Wickman, J. Halim, J. Thörnberg, Q. Tao, S. Li, S. Intikhab, J. Snyder, M. W. Barsoum, M. Yildizhan, J. Palisaitis, L. Hultman, P. Persson, J. Rosen, Adv. Mater. 2018, 30, 1706409.

[60] I. Persson, A. Ghazaly, Q. Tao, J. Halim, S. Kota, V. Darakchieva, J. Palisaitis, M. W. Barsoum, J. Rosen, P. Persson, Small 2018, 14, 1703676.

[61] P. Urbankowski, B. Anasori, T. Makaryan, D. Er, S. Kota, P. L. Walsh, M. Zhao, V. B. Shenoy, M. W. Barsoum, Y. Gogotsi, Nanoscale 2016, 8, 11385.

[62] S. Venkateshalu, J. Cherusseri, M. Karnan, K. S. Kumar, P. Kollu, M. Sathish, J. Thomas, S. K. Jeong, A. N. Grace, ACS Omega 2020, 5, 17983.

[63] B. Soundiraraju, R. Raghavan, B. K. George, ACS Appl. Nano Mater. 2020, 3, 11007.

[64] Y. Yoon, A. P. Tiwari, M. Lee, M. Choi, W. Song, J. Im, T. Zyung, H. K. Jung, S. S. Lee, S. Jeon, K. S. An, J. Mater. Chem. A 2018, 6, 20869.

[65] P. Urbankowski, B. Anasori, K. Hantanasirisakul, L. Yang, L. Zhang, B. Haines, S. J. May, S. J. L. Billinge, Y. Gogotsi, Nanoscale 2017, 9, 17722.

[66] J. Zhou, X. Zha, F. Y. Chen, Q. Ye, P. Eklund, S. Du, Q. Huang, Angew. Chem. Int. Ed. 2016, 55, 5008.

[67] J. Zhou, X. Zha, X. Zhou, F. Chen, G. Gao, S. Wang, C. Shen, T. Chen, C. Zhi, P. Eklund, S. Du, J. Xue, W. Shi, Z. chai, Q. Huang, ACS Nano 2017, 11, 3841.

[68] R. Meshkian, L. Å. Näslund, J. Halim, J. Lu, M. W. Barsoum, J. Rosen, Scr. Mater. 2015, 108, 147.

[69] J. Zhang, Y. Zhao, X. Guo, C. Chen, C. L. Dong, R. S. Liu, C. P. Han, Y. Li, Y. Gogotsi, G. Wang, Nat. Catal. 2018, 1, 985.

[70] Z. W. Seh, K. D. Fredrickson, B. Anasori, J. Kibsgaard, A. L. Strickler, M. R. Lukatskaya, Y. Gogotsi, T. F. Jaramillo, A. Vojvodic, ACS Energy Lett. 2016, 1, 589.

[71] M. Naguib, V. N. Mochalin, M. W. Barsoum, Y. Gogotsi, Adv. Mater. 2014, 26, 992.

[72] T. Y. Ma, J. L. Cao, M. Jaroniec, S. Z. Qiao, Angew. Chem. Int. Ed. 2016, 55, 1138.

[73] K. Li, M. Liang, H. Wang, X. Wang, Y. Huang, J. Coelho, S. Pinilla, Y. Zhang, F. Qi, V. Nicolosi, Y. Xu, Adv. Funct. Mater. 2020, 30, 2000842.

[74] X. Xie, S. Chen, W. Ding, Y. Nie, Z. Wei, Chem. Commun. 2013, 49, 10112.

[75] D. Kan, D. Wang, X. Zhang, R. Lian, J. Xu, G. Chen, Y. Wei, J. Mater. Chem. A 2020, 8, 3097.

[76] J. Xie, J. Qi, F. Lei, Y. Xie, Chem. Commun. 2020, 56, 11910.

[77] S. G. Peera, C. Liu, J. Shim, A. K. Sahu, T. G. Lee, M. Selvaraj, R. Koutavarapu, Ceram. Int. 2021, 47, 28106.

[78] J. Zhao, Z. Tu, S. H. Chan, J. Power Sources 2021, 488, 229434.

[79] X. Zhang, C. Fan, N. Yao, P. Zhang, T. Hong, C. Xu, J. Cheng, J. Memb. Sci. 2018, 563, 882.

[80] A. Feng, Y. Yu, F. Jiang, Y. Wang, L. Mi, Y. Yu, L. Song, Ceram. Int. 2017, 43, 6322.

[81] L. Huang, Z. Hu, H. Jin, J. Wu, K. Liu, Z. Xu, J. Wan, H. Zhou, J. Duan, B. Hu, J. Zhou, Adv. Funct. Mater. 2020, 30, 1908486.

[82] J. Qiao, L. Kong, S. Xu, K. Lin, W. He, M. Ni, Q. Ruan, P. Zhang, Y. Liu, W. Zhang, L. Pan, Z. Sun, Energy Storage Mater. 2021, 43, 509.

[83] A. Liu, X. Liang, X. Ren, W. Guan, M. Gao, Y. Yang, Q. Yang, L. Gao, Y. Li, T. Ma, Adv. Funct. Mater. 2020, 30, 2003437.

[84] W. Sun, S. A. Shah, Y. Chen, Z. Tan, H. Gao, T. Habib, M. Radovic, M. J. Green, J. Mater. Chem. A 2017, 5, 21663.

[85] Y. Li, H. Shao, Z. Lin, J. Lu, L. Liu, B. Duployer, P. Persson, P. Eklund, L. Hultman, M. Li, K. Chen, X. Zha, S. Du, P. Rozier, Z. Chai, E. Raymundo-Piñero, P. Taberna, P. Simon, Q. Huang, Nat. Mater. 2020, 19, 894.

[86] D. Wen, G. Ying, L. Liu, Y. Li, C. Sun, C. Hu, Y. Zhao, Z. Ji, J. Zhang, X. Wang, J. Alloys Compd. 2022, 900, 163436.

[87] M. Naguib, R. R. Unocic, B. L. Armstrong, J. Nanda, Dalton Trans. 2015, 44, 9353.

[88] O. Mashtalir, M. Naguib, V. N. Mochalin, Y. Dall’Agnese, M. Heon, M. W. Barsoum, Y. Gogotsi, Nat. Commun. 2013, 4, 1716.

[89] L. Zhou, F. Wu, J. Yu, Q. Deng, F. Zhang, G. Wang, Carbon 2017, 118, 50.

[90] L. Ding, L. Li, Y. Liu, Y. Wu, Z. Lu, J. Deng, Y. Wei, J. Caro, H. Wang, Nat Sustain. 2020, 3, 296.

[91] Q. Huang, J. Inorg Mater. 2024, 39, 2.

[92] F. Wang, S. Wang, F. Tian, F. Wang, X. Xia, Q. Zhang, Z. Pang, X. Yu, G. Li, H. Y. Hsu, S. Hu, L. Ji, Q. Xu, Y. Zhao, X. Zou, X. Lu, Chem. Eng. J. 2023, 470, 144185.

[93] Y. Guo, Z. Du, Z. Cao, B. Li, S. Yang, Small Methods 2023, 7, 2201559.

[94] W. Duan, H. Zhang, S. Zhang, J. Mater. Res. Technol. 2022, 16, 269.

[95] X. Sang, Y. Xie, M. W. Lin, M. Alhabeb, K. L. Van Aken, Y. Gogotsi, P. R. C. Kent, K. Xiao, R. R. Unocic, ACS Nano 2016, 10, 9193.

[96] X. Zeng, C. Zhao, T. Nie, Z. Y. Shen, R. Yu, G. D. Stucky, Mater. Today Phys. 2022, 28, 100888.

[97] X. Zeng, X. Jiang, Y. Ning, F. Hu, B. Fan, J. Adv. Ceram. 2023, 12, 1562.

[98] X. Zeng, Y. Tan, L. Xia, Q. Zhang, G. D. Stucky, Chem. Commun. 2023, 59, 880.

[99] X. Zeng, C. Zhao, Y. Yin, T. Nie, N. Xie, R. Yu, G. D. Stucky, Carbon 2022, 193, 26.

[100] L. Liu, H. Zschiesche, M. Antonietti, M. Gibilaro, P. Chamelot, L. Massot, P. Rozier, P. Taberna, P. Simon, Adv. Energy Mater. 2023, 13, 2203805.

[101] A. Feng, Y. Yu, Y. Wang, F. Jiang, Y. Yu, L. Mi, L. Song, Mater. Des. 2017, 114, 161.

[102] V. Natu, R. Pai, M. Sokol, M. Carey, V. Kalra, M. W. Barsoum, Chem 2020, 6, 616.

[103] F. Liu, A. Zhou, J. Chen, J. Jia, W. Zhou, L. Wang, Q. Hu, Appl. Surf. Sci. 2017, 416, 781.

[104] X. Zeng, C. Zhao, X. Jiang, R. Yu, R. Che, Small 2023, 19, 2303393.

[105] G. Ma, H. Shao, J. Xu, Y. Liu, Q. Huang, P. L. Taberna, P. Simon, Z. Lin, Nat. Commun. 2021, 12, 5085.

[106] M. Zhang, R. Liang, N. Yang, R. Gao, Y. Zheng, Y. Deng, Y. Hu, A. Yu, Z. Chen, Adv. Energy Mater. 2022, 12, 2102493.

[107] C. Zhao, X. Zeng, R. Yu, Synth. Met. 2023, 297, 117402.

[108] T. Li, L. Yao, Q. Liu, J. Gu, R. Luo, J. Li, X. Yan, W. Wang, P. Liu, B. Chen, W. Zhang, Dr., W. Abbas, R. Naz, D. Zhang, Angew. Chem. Int. Ed. 2018, 57, 6115.

[109] T. Y. Shuai, Q. N. Zhan, H. M. Xu, C. J. Huang, Z. J. Zhang, G. R. Li, Chem. Commun. 2023, 59, 3968.

[110] S. Yang, P. Zhang, F. Wang, A. G. Ricciardulli, M. R. Lohe, P. W. M. Blom, X. Feng, Angew. Chem. 2018, 130, 15717.

[111] Y. Wei, P. Zhang, R. A. Soomro, Q. Zhu, B. Xu, Adv. Mater. 2021, 33, 2103148.

[112] D. Geng, X. Zhao, Z. Chen, W. Sun, W. Fu, J. Chen, W. Liu, W. Zhou, K. P. Loh, Adv. Mater. 2017, 29, 1700072.

[113] C. Xu, L. Wang, Z. Liu, L. Chen, J. Guo, N. Kang, X. L. Ma, H. M. Cheng, W. Ren, Nat. Mater. 2015, 14, 1135.

[114] Y. Wen, R. Li, J. Liu, Z. Wei, S. Li, L. Du, K. Zu, Z. Li, Y. Pan, H. Hu, J. Colloid. Interface. Sci. 2021, 604, 239.

[115] C. Jin, Z. Zhang, L. Gui, X. Zeng, J. Alloys Compd. 2024, 1002, 175492.

[116] Y. He, Z. Shen, G. Yue, Y. Gao, J. Huo, C. Dong, Y. Mao, F. Tan, J. Alloys Compd. 2022, 922, 166279.

[117] D. Zhao, R. Zhao, S. Dong, X. Miao, Z. Zhang, C. Wang, L. Yin, Energy Environ. Sci. 2019, 12, 2422.

[118] J. Tang, X. Peng, T. Lin, X. Huang, B. Luo, L. Wang, EScience 2021, 1, 203.

[119] Y. Yoon, A. P. Tiwari, M. Choi, T. G. Novak, W. Song, H. Chang, T. Zyung, S. S. Lee, S. Jeon, K. An, Adv. Funct. Mater. 2019, 29, 1903443.

[120] J. F. Callejas, C. G. Read, C. W. Roske, N. S. Lewis, R. E. Schaak, Chem. Mater. 2016, 28, 6017.

[121] M. Li, R. Sun, Y. Li, J. Jiang, W. Xu, H. Cong, S. Han, Chem. Eng. J. 2022, 431, 133941.

[122] L. Liu, N. Li, J. Han, K. Yao, H. Liang, Int. J. Miner., Metall. Mater. 2022, 29, 503.

[123] F. H. Saadi, A. I. Carim, W. S. Drisdell, S. Gul, J. H. Baricuatro, J. Yano, M. P. Soriaga, N. S. Lewis, J. Am. Chem. Soc. 2017, 139, 12927.

[124] P. Xiao, W. Chen, X. Wang, Adv. Energy Mater. 2015, 5, 1500985.

[125] P. Yu, F. Wang, T. A. Shifa, X. Zhan, X. Lou, F. Xia, J. He, Nano Energy 2019, 58, 244.

[126] A. Wang, M. Qin, J. Guan, L. Wang, H. Guo, X. Li, Y. Wang, R. Prins, Y. Hu, Angew. Chem. Int. Ed. 2008, 47, 6052.

[127] G. Zhang, G. Wang, Y. Liu, H. Liu, J. Qu, J. Li, J. Am. Chem. Soc. 2016, 138, 14686.

[128] T. Q. Zhang, J. Liu, L. B. Huang, X. D. Zhang, Y. G. Sun, X. C. Liu, D. S. Bin, X. Chen, A. M. Cao, J. S. Hu, L. J. Wan, J. Am. Chem. Soc. 2017, 139, 11248.

[129] Y. Pan, K. Sun, S. Liu, X. Cao, K. Wu, W. C. Cheong, Z. Chen, Y. Wang, Y. Li, Y. Liu, D. Wang, Q. Peng, C. Chen, Y. Li, J. Am. Chem. Soc. 2018, 140, 2610.

[130] H. Tabassum, W. Guo, W. Meng, A. Mahmood, R. Zhao, Q. Wang, R. Zou, Adv. Energy Mater. 2017, 7, 1601671.

[131] X. Wang, L. Chai, J. Ding, L. Zhong, Y. Du, T. T. Li, Y. Hu, J. Qian, S. Huang, Nano Energy 2019, 62, 745.

[132] J. Xiao, Z. Zhang, Y. Zhang, Q. Lv, F. Jing, K. Chi, S. Wang, Nano Energy 2018, 51, 223.

[133] F. Bu, W. Chen, M. F. Aly Aboud, I. Shakir, J. Gu, Y. Xu, J. Mater. Chem. A 2019, 7, 14526.

[134] H. Liang, A. N. Gandi, D. H. Anjum, X. Wang, U. Schwingenschlögl, H. N. Alshareef, Nano Lett. 2016, 16, 7718.

[135] S. H. Li, M. Y. Qi, Z. R. Tang, Y. J. Xu, Chem. Soc. Rev. 2021, 50, 7539.

[136] Y. Zhao, J. Zhang, X. Guo, X. Cao, S. Wang, H. Liu, G. Wang, Chem. Soc. Rev. 2023, 52, 3215.

[137] T. Nguyen, P. Tran, D. Tran, V. Dinh, N. Kim, J. Lee, Appl. Catal., B 2024, 343, 123517.

[138] L. Yan, B. Zhang, S. Wu, J. Yu, J. Mater. Chem. A 2020, 8, 14234.

[139] M. Jeong, S. Park, T. Kwon, M. Kwon, S. Yuk, S. Kim, C. Yeon, C. Lee, D. Lee, ACS Appl. Mater. Interfaces 2024, 28, 13859.

[140] S. A. Lee, J. Kim, K. C. Kwon, S. H. Park, H. W. Jang, Carbon Neutraliz. 2022, 1, 26.

[141] Q. Gao, W. Zhang, Z. Shi, L. Yang, Y. Tang, Adv. Mater. 2019, 31, 1802880.

[142] G. Gao, A. P. O’Mullane, A. Du, ACS Catal. 2017, 7, 494.

[143] A. Mahsud, J. Chen, X. Yuan, F. Lyu, Q. Zhong, J. Chen, Y. Yin, Q. Zhang, Nano Res. 2021, 14, 2819.

[144] H. Wang, J. M. Lee, J. Mater. Chem. A 2020, 8, 10604.

[145] Y. Han, Y. Chen, R. Fan, Z. Li, Z. Zou, EcoMat 2021, 3, e12097.

[146] J. Ran, Z. Zhang, H. Feng, H. Zhao, D. F. Chai, X. Huang, W. Zhang, M. Zhao, G. Dong, Y. Zang, S. Li, Int. J. Hydrogen. Energy 2024, 64, 935.

[147] X. Tang, N. Li, H. Pang, Green Energy Environ 2022, 7, 636.

[148] Y. Li, Z. Dong, L. Jiao, Adv. Energy Mater. 2020, 10, 1902104.

[149] J. Yu, Q. Li, Y. Li, C. Y. Xu, L. Zhen, V. P. Dravid, J. Wu, Adv. Funct. Mater. 2016, 26, 7644.

[150] L. Wang, J. Fan, Y. Liu, M. Chen, Y. Lin, H. Bi, B. Liu, N. Shi, D. Xu, J. Bao, M. Han, Adv. Funct. Mater. 2021, 31, 2010912.

[151] L. Ye, Z. Wen, Electrochem. Commun. 2017, 83, 85.

[152] Q. Yue, J. Sun, S. Chen, Y. Zhou, H. Li, Y. Chen, R. Zhang, G. Wei, Y. Kang, ACS Appl. Mater. Interfaces 2020, 12, 18570.

[153] P. Zhou, Y. Zhang, B. Ye, S. Qin, R. Zhang, T. Chen, H. Xu, L. Zheng, Q. Yang, ChemCatChem 2019, 11, 6086.

[154] X. X. Li, X. C. Liu, C. Liu, J. M. Zeng, X. P. Qi, Tungsten 2023, 5, 100.

[155] N. Li, J. Han, K. Yao, M. Han, Z. Wang, Y. Liu, L. Liu, H. Liang, J. Mater. Sci. Technol. 2022, 106, 90.

[156] H. J. Niu, Y. Yan, S. Jiang, T. Liu, T. Sun, W. Zhou, L. Guo, J. Li, ACS Nano 2022, 16, 11049.

[157] W. Sun, Y. Wang, K. Xiang, S. Bai, H. Wang, J. Zou, A. Arramel, J. Jiang, Acta Phys. -Chim. Sin. 2023, 40, 2308015.

[158] Y. Hou, Z. Yuan, X. Yu, B. Ma, L. Zhao, D. Kong, J. Environ. Chem. Eng. 2023, 11, 109738.

[159] J. Li, C. Chen, J. Dang, J. Iron Steel Res. 2023, 44, 48.

[160] S. Liu, Z. Lin, R. Wan, Y. Liu, Z. Liu, S. Zhang, X. Zhang, Z. Tang, X. Lu, Y. Tian, J. Mater. Chem. A 2021, 9, 21259.

[161] C. Du, K. N. Dinh, Q. Liang, Y. Zheng, Y. Luo, J. Zhang, Q. Yan, Adv. Energy Mater. 2018, 8, 1801127.

[162] L. Xiu, Z. Wang, M. Yu, X. Wu, J. Qiu, ACS Nano 2018, 12, 8017.

[163] N. C. S Selvam, J. Lee, G. H. Choi, M. J. Oh, S. Xu, B. Lim, P. J. Yoo, J. Mater. Chem. A 2019, 7, 27383.

[164] J. Chen, Q. Long, K. Xiao, T. Ouyang, N. Li, S. Ye, Z. Q. Liu, Sci. Bull. 2021, 66, 1063.

[165] J. Qiao, Z. Bao, L. Kong, X. Liu, C. Lu, M. Ni, W. He, M. Zhou, Z. Sun, Chin. Chem. Lett. 2023, 34, 108318.

[166] H. Xie, D. Jiang, H. Chen, X. Ma, X. Liu, Q. Qi, Y. Wang, Nanoscale 2023, 15, 7430.

[167] M. Kuang, P. Han, L. Huang, N. Cao, L. Qian, G. Zheng, Adv. Funct. Mater. 2018, 28, 1804886.

[168] A. Kumar, V. Q. Bui, J. Lee, L. Wang, A. R. Jadhav, X. Liu, X. Shao, Y. Liu, J. Yu, Y. Hwang, H. T. D. Bui, S. Ajmal, M. G. Kim, S. G. Kim, G. S. Park, Y. Kawazoe, H. Lee, Nat. Commun. 2021, 12, 6766.

[169] M. Wang, H. Yang, J. Shi, Y. Chen, Y. Zhou, L. Wang, S. Di, X. Zhao, J. Zhong, T. Cheng, W. Zhou, Y. Li, Angew. Chem. 2021, 133, 5835.

[170] N. Mahmood, Y. Yao, J. Zhang, L. Pan, X. Zhang, J. Zou, Adv. Sci. 2018, 5, 1700464.

[171] B. Mao, P. Sun, Y. Jiang, T. Meng, D. Guo, J. Qin, M. Cao, Angew. Chem. 2020, 132, 15344.

[172] Y. Yan, R. Zhang, Y. Yu, Z. Sun, R. Che, B. in Wei, A. P. LaGrow, Z. Wang, W. Zhou, Appl. Catal. B 2021, 291, 120100.

[173] Y. Pei, X. Zhang, Z. Hui, J. Zhou, X. Huang, G. Sun, W. Huang, ACS Nano 2021, 15, 3996.

[174] S. Bolar, S. Shit, J. S. Kumar, N. C. Murmu, R. S. Ganesh, H. Inokawa, T. Kuila, Appl. Catal. B 2019, 254, 432.

[175] Y. Ito, W. Cong, T. Fujita, Z. Tang, M. Chen, Angew. Chem. Int. Ed. 2015, 54, 2131.

[176] X. Zeng, D. Duan, X. Zhang, X. Li, K. Li, R. Yu, M. Moskovits, J. Mater. Chem. C 2022, 10, 4140.

[177] S. Lu, Y. Jin, H. Gu, W. Zhang, Sci. China Chem. 2017, 60, 999.

[178] Y. Tang, C. Yang, Y. Tian, Y. Luo, X. Yin, W. Que, Nanoscale Adv. 2020, 2, 1187.

[179] L. Yang, Z. Liu, S. Zhu, L. Feng, W. Xing, Mater. Today Phys. 2021, 16, 100292.

[180] X. Zeng, Y. Ye, Y. Wang, R. Yu, M. Moskovits, G. D. Stucky, J. Adv. Ceram. 2023, 12, 553.

[181] C. Jin, H. Peng, X. Zeng, Z. Liu, D. Ding, ChemPhysMater 2024, 3, 118.

[182] X. Zeng, Z. Zhang, C. Jin, J. Pet. Sci. Eng. 2023, 47, 190.

[183] Z. Shi, J. Zhang, Z. S. Liu, H. Wang, D. P. Wilkinson, Electrochim. Acta 2006, 51, 1905.

[184] E. Yeager, Electrochim. Acta 1984, 29, 1527.

[185] H. S. Wroblowa, G. Yen-Chi-Pan, G. Razumney, J. Electroanal. Chem. Interfacial Electrochem. 1976, 69, 195.

[186] M. Song, W. Liu, J. Zhang, C. Zhang, X. Huang, D. Wang, Adv. Funct. Mater. 2023, 33, 2212087.

[187] W. Xia, A. Mahmood, Z. Liang, R. Zou, S. Guo, Angew. Chem. Int. Ed. 2016, 55, 2650.

[188] N. A. Anastasijević, S. Štrbac, R. R. Adžić, J. Electroanal. Chem. Interfacial Electrochem. 1988, 240, 239.

[189] S. Fu, C. Zhu, J. Song, D. Du, Y. Lin, Adv. Energy Mater. 2017, 7, 1700363.

[190] Z. Xia, S. Guo, Chem. Soc. Rev. 2019, 48, 3265.

[191] H. Yang, Y. Zhang, F. Hu, Q. Wang, Nano Lett. 2015, 15, 7616.

[192] Z. Ran, C. Shu, Z. Hou, P. Hei, T. Yang, R. Liang, J. Li, J. Long, Electrochim. Acta 2020, 337, 135795.

[193] Y. Guo, P. Yuan, J. Zhang, H. Xia, F. Cheng, M. Zhou, J. Li, Y. Qiao, S. Mu, Q. Xu, Adv. Funct. Mater. 2018, 28, 1805641.

[194] S. Surendran, S. Shanmugapriya, A. Sivanantham, S. Shanmugam, R. K. Selvan, Adv. Energy Mater. 2018, 8, 1800555.

[195] H. Liang, C. Xia, Q. Jiang, A. N. Gandi, U. Schwingenschlögl, H. N. Alshareef, Nano Energy 2017, 35, 331.

[196] H. J. Niu, A. J. Wang, L. Zhang, J. J. Guo, J. J. Feng, Mater. Chem. Front. 2019, 3, 1849.

[197] Y. Wei, D. Wu, C. Yong, Z. Wang, P. Zhong, J. Qiu, J. Fan, J. Sun, Y. Lei, X. Wu, Appl. Surf. Sci. 2023, 607, 154929.

RIGHTS & PERMISSIONS

2024 The Author(s). Carbon Neutralization published by Wenzhou University and John Wiley & Sons Australia, Ltd.