Progress and perspectives of rapid Joule heating for the preparation of highly efficient catalysts
Source abstract
Abstract
Functional catalytic materials play an important role in environmental, biological, energy, and other fields, wherein unique properties can be endowed through various synthesis strategies. However, conventional catalyst preparation methods suffer from mild conditions, prolonged treatment and low energy transfer efficiency, thus leading to limited inherent characterisation of catalysts (such as surface oxidation and agglomeration). Recently, the rapid Joule heating method, as a novel synthesis method, has attracted widespread attention owing to its controllable kinetic conditions and eco-friendly operation, while the mechanisms, advantages and recent progress of this method have been summarized in few reviews. Herein, we systematically summarize basic fundamentals and parameters of the Joule heating technique as well as recent processes in terms of effective modification strategies based on Joule heating. Meanwhile, perspective suggestions and challenges for Joule heating methods in terms of catalytic materials are put forward. This review provides an understanding for designing advanced catalytic materials.
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Research context
OpenAlex topics: Catalytic Processes in Materials Science · Catalysis and Hydrodesulfurization Studies · Catalysis and Oxidation Reactions
SciVX discovery tags are terminology-based. OpenAlex topics are source-provided classifications.
Affiliations
Key Laboratory of Marine Chemistry Theory and Technology (Ministry of Education), College of Chemistry & Chemical Engineering, Ocean University of China, Qingdao, Shandong, 266100, China
Funding
Fundamental Research Funds for the Central Universities
References (100+)
Show source-provided references
1. Jiang · Cell Rep. Phys. Sci. · 2021 · 2 · 10030210.1016/j.xcrp.2020.100302 ↗
2. Cong · Adv. Energy Mater. · 2017 · 7 · 160190610.1002/aenm.201601906 ↗
3. Prieto · Nat. Mater. · 2013 · 12 · 3410.1038/nmat3471 ↗
4. Huang · SusMat · 2022 · 2 · 46610.1002/sus2.76 ↗
5. Sun · Rare Met. · 2022 · 42 · 75110.1007/s12598-022-02168-x ↗
6. Liu · Sci. China: Mater. · 2021 · 64 · 61110.1007/s11431-020-1593-4 ↗
7. Pei · Matter · 2023 · 6 · 412810.1016/j.matt.2023.11.007 ↗
8. Zhao · Int. J. Energy Res. · 2022 · 46 · 1795210.1002/er.8486 ↗
9. Zhao · Appl. Catal., B · 2024 · 347 · 12380510.1016/j.apcatb.2024.123805 ↗
10. Sun · Nano Energy · 2024 · 121 · 10924610.1016/j.nanoen.2023.109246 ↗
11. Lan · J. Am. Chem. Soc. · 2018 · 140 · 413510.1021/jacs.8b00909 ↗
12. Shi · Nat. Commun. · 2020 · 11 · 455810.1038/s41467-020-18430-8 ↗
13. Tang · Adv. Funct. Mater. · 2018 · 28 · 170459410.1002/adfm.201704594 ↗
14. Yao · Science · 2018 · 359 · 148910.1126/science.aan5412 ↗
15. Sun · Appl. Catal., B · 2023 · 338 · 12301510.1016/j.apcatb.2023.123015 ↗
16. Zhao · Appl. Catal., B · 2024 · 340 · 12327710.1016/j.apcatb.2023.123277 ↗
17. Zhao · J. Mater. Chem. A · 2023 · 11 · 1034610.1039/D3TA01522J ↗
18. Xiong · Adv. Funct. Mater. · 2021 · 31 · 200958010.1002/adfm.202009580 ↗
19. Zhao · Inorg. Chem. Front. · 2024 · 11 · 263410.1039/D4QI00225C ↗
20. Zhao · Sep. Purif. Technol. · 2024 · 330 · 12539310.1016/j.seppur.2023.125393 ↗
21. Zhao · Appl. Catal., B · 2024 · 340 · 12327710.1016/j.apcatb.2023.123277 ↗
22. Chen · ACS Nano · 2021 · 15 · 1115810.1021/acsnano.1c03536 ↗
23. Yang · Appl. Catal., B · 2024 · 347 · 12379510.1016/j.apcatb.2024.123795 ↗
24. Ren · J. Catal. · 2023 · 428 · 11514710.1016/j.jcat.2023.115147 ↗
25. Dou · Adv. Energy Mater. · 2020 · 10 · 200133110.1002/aenm.202001331 ↗
26. Liu · Chin. J. Catal. · 2023 · 48 · 6610.1016/S1872-2067(23)64428-6 ↗
27. Qiu · Chem. Eng. J. · 2022 · 430 · 13276910.1016/j.cej.2021.132769 ↗
28. Xia · J. Am. Chem. Soc. · 2024 · 146 · 15910.1021/jacs.3c06349 ↗
29. Zhang · Symmetry · 2023 · 15 · 80110.3390/sym15040801 ↗
30. Shen · Sci. China: Chem. · 2024 · 67 · 197610.1007/s11426-023-1886-7 ↗
31. Liao · Nano Res. · 2024 · 17 · 337910.1007/s12274-023-6215-8 ↗
32. Wang · ACS Sustainable Chem. Eng. · 2024 · 12 · 676210.1021/acssuschemeng.4c01335 ↗
33. Cui · ACS Mater. Lett. · 2024 · 6 · 153210.1021/acsmaterialslett.4c00124 ↗
34. Li · J. Alloys Compd. · 2023 · 959 · 17057110.1016/j.jallcom.2023.170571 ↗
35. Yang · Appl. Catal., B · 2024 · 347 · 12379510.1016/j.apcatb.2024.123795 ↗
36. Hu · Adv. Funct. Mater. · 2024 · 34 · 240594510.1002/adfm.202405945 ↗
37. Jiang · Appl. Catal., B · 2022 · 316 · 12168210.1016/j.apcatb.2022.121682 ↗
38. Luong · Nature · 2020 · 577 · 64710.1038/s41586-020-1938-0 ↗
39. Li · Adv. Energy Mater. · 2017 · 7 · 160178310.1002/aenm.201601783 ↗
40. Zhang · Nat. Commun. · 2023 · 14 · 501510.1038/s41467-023-40737-5 ↗
41. Thanh · Chem. Rev. · 2014 · 114 · 761010.1021/cr400544s ↗
42. Zhao · Nat. Commun. · 2024 · 15 · 747510.1038/s41467-024-51976-5 ↗
43. Deng · ACS Catal. · 2024 · 14 · 1063510.1021/acscatal.4c02690 ↗
44. Wyss · Adv. Mater. · 2023 · 35 · 220962110.1002/adma.202209621 ↗
45. Dong · eScience · 2024 · 4 · 10025310.1016/j.esci.2024.100253 ↗
46. Sun · J. Mater. Chem. A · 2023 · 11 · 2243010.1039/D3TA05096C ↗
47. Li · Appl. Surf. Sci. · 2024 · 669 · 16048110.1016/j.apsusc.2024.160481 ↗
48. Liu · ACS Appl. Mater. Interfaces · 2024 · 16 · 1382810.1021/acsami.3c19618 ↗
49. Cui · Nano Lett. · 2021 · 22 · 25510.1021/acs.nanolett.1c03714 ↗
50. Ji · Adv. Mater. · 2024 · 36 · 231254810.1002/adma.202312548 ↗
51. Chen · Adv. Mater. · 2022 · 35 · 220730310.1002/adma.202207303 ↗
52. Zhang · Small · 2023 · 20 · 230540610.1002/smll.202305406 ↗
53. Saadi · Sci. Adv. · 2022 · 8 · eadd355510.1126/sciadv.add3555 ↗
54. Chen · Adv. Mater. · 2024 · 36 · 231236910.1002/adma.202312369 ↗
55. Yang · Chin. Chem. Lett. · 2024 · 35 · 10950110.1016/j.cclet.2024.109501 ↗
56. Yang · Chem. Eng. J. · 2024 · 494 · 15828
57. Ding · Nanoscale · 2024 · 16 · 1230910.1039/D4NR01510J ↗
58. Yan · Nanoscale · 2016 · 8 · 479910.1039/C5NR07855E ↗
59. Edwards · Nanoscale · 2013 · 5 · 3810.1039/C2NR32629A ↗
60. Li · Nat. Energy · 2018 · 3 · 14810.1038/s41560-018-0086-3 ↗
61. Liu · Carbon · 2019 · 155 · 46210.1016/j.carbon.2019.09.021 ↗
62. Li · J. Alloys Compd. · 2023 · 959 · 17057110.1016/j.jallcom.2023.170571 ↗
63. Sun · Rare Met. · 2024 · 43 · 51110.1007/s12598-023-02427-5 ↗
64. Yang · Adv. Mater. · 2017 · 29 · 170271410.1002/adma.201702714 ↗
65. Chen · Nat. Commun. · 2016 · 7 · 1233210.1038/ncomms12332 ↗
66. Qian · Joule · 2024 · 8 · 234210.1016/j.joule.2024.06.004 ↗
67. Dou · Adv. Energy Mater. · 2020 · 10 · 200133110.1002/aenm.202001331 ↗
68. Xie · Nano Res. · 2024 · 17 · 528810.1007/s12274-024-6526-4 ↗
69. Wang · Adv. Mater. · 2024 · 36 · 240239110.1002/adma.202402391 ↗
70. Dittmann · Adv. Mater. · 2015 · 28 · 1525
71. Wen · Adv. Mater. · 2024 · 36 · 231187010.1002/adma.202311870 ↗
72. Dai · Chem. Eng. J. · 2021 · 418 · 12946810.1016/j.cej.2021.129468 ↗
73. Friend · Acc. Chem. Res. · 2017 · 50 · 51710.1021/acs.accounts.6b00510 ↗
74. Yuan · Adv. Mater. · 2023 · 36 · 230537510.1002/adma.202305375 ↗
75. Shi · Nat. Commun. · 2023 · 14 · 229410.1038/s41467-023-38023-5 ↗
76. Choi · Nat. Chem. · 2024 · 16 · 183110.1038/s41557-024-01598-7 ↗
77. Chen · Nat. Commun. · 2024 · 15 · 625010.1038/s41467-024-50324-x ↗
78. Selvam · Nat. Commun. · 2024 · 15 · 566210.1038/s41467-024-50035-3 ↗
79. Huang · Energy Fuels · 2024 · 38 · 1372210.1021/acs.energyfuels.4c02209 ↗
80. Dong · Adv. Sci. · 2024 · 11 · 240535110.1002/advs.202405351 ↗
81. You · Chem. Commun. · 2024 · 60 · 503010.1039/D4CC00076E ↗
82. Li · Nat. Commun. · 2022 · 13 · 333810.1038/s41467-022-31077-x ↗
83. Khan · Energy Environ. Sci. · 2021 · 14 · 483110.1039/D1EE00870F ↗
84. Zhang · Mater. Today · 2021 · 48 · 11510.1016/j.mattod.2021.02.004 ↗
85. Zhang · Carbon Energy · 2023 · 6 · e36210.1002/cey2.362 ↗
86. Yu · ACS Nano · 2019 · 13 · 1187410.1021/acsnano.9b05933 ↗
87. Xue · Adv. Mater. · 2019 · 31 · 190043010.1002/adma.201900430 ↗
88. Shao · Adv. Funct. Mater. · 2018 · 29 · 180641910.1002/adfm.201806419 ↗
89. Liu · Adv. Mater. · 2023 · 36 · 231059110.1002/adma.202310591 ↗
90. Meng · Proc. Natl. Acad. Sci. U. S. A. · 2022 · 119 · e221408911910.1073/pnas.2214089119 ↗
91. Wulan · Adv. Funct. Mater. · 2022 · 33 · 220911410.1002/adfm.202209114 ↗
92. Chen · Small · 2023 · 20 · 230734210.1002/smll.202307342 ↗
93. Yao · Adv. Energy Mater. · 2023 · 14 · 230342210.1002/aenm.202303422 ↗
94. Qiu · Chem. Eng. J. · 2022 · 430 · 13276910.1016/j.cej.2021.132769 ↗
95. Xia · J. Am. Chem. Soc. · 2024 · 146 · 15910.1021/jacs.3c06349 ↗
96. Yao · ACS Appl. Mater. Interfaces · 2019 · 11 · 2977310.1021/acsami.9b07198 ↗
97. Qiao · Nat. Chem. · 2011 · 3 · 63410.1038/nchem.1095 ↗
98. Zhu · Angew. Chem., Int. Ed. · 2017 · 56 · 1394410.1002/anie.201703864 ↗
99. Mao · Nat. Commun. · 2018 · 9 · 495810.1038/s41467-018-07288-6 ↗
100. Xu · Chem. Res. Chin. Univ. · 2022 · 38 · 114610.1007/s40242-022-2216-5 ↗