DOI:10.1016/j.jiec.2020.09.016
靜電紡絲技術被認為是大規模制備一維（1D）納米材料的一種簡單、通用且經濟高效的方法。通過靜電紡絲技術制備的一維纖維材料具有比表面積大、化學組成和形貌可調、纖維直徑大、孔隙率高等優點，因此在催化領域得到了廣泛的應用。在這篇綜述中，研究者首先簡要介紹了靜電紡絲技術的工作原理以及影響電紡材料性能的因素。然后，重點介紹了多種一維電紡纖維催化材料在光催化、熱催化、電催化等方面的應用，總結并討論了催化性能與組成、獨特的一維結構和形態之間的關系以及相關的催化機理。最后，給出了結論并對今后的工作進行了展望。
圖1.靜電紡絲裝置示意圖。
圖2.過去6年中，Web of Science數據庫中有關靜電紡絲技術制備納米纖維催化材料的研究文獻的統計結果（a）以及在光催化、熱催化和電催化領域中已發表論文總數的比例（b）。
圖3.通過靜電紡絲、原位聚合和ALD制備PAN@PANI@ZnO NFs的示意圖（a），染料在PAN@PANI@ZnO NFs上的可能光催化降解機理（b）。
圖4.BFO的靜電紡絲過程示意圖和照片（a）平板收集器中的纖維網，（b）初紡網，（c）退火網，（d）滾筒收集器中的纖維墊，（e）初紡墊，（f）退火墊。BFO（g）-（h）墊和（i）-（j）網狀納米結構的FESEM顯微照片。
圖5.制備TiO2/NiS核殼雜化納米纖維的圖解（a），TiO2納米纖維的SEM圖像（b）和TiO2/NiS納米纖維的H2產率（c）。介孔碳酸鹽摻雜相結TiO2納米管的光催化制氫機理（d）。
圖6.Mo-BFO和Mo-BFO@C PNTs的合成過程示意圖（a），Mo-BFO@C PNTs的FESEM圖像（b），不同催化劑上析氧速率的對比（c），在Mo-BFO@C-5PNT上進行光催化析氧的循環測試（d）。
圖7.碳納米纖維@TiO2納米復合材料的SEM圖像（a），TC20的瞬態電流響應曲線（b），輻照1小時前后TC20產品的色譜圖（c），TiO2/Ni（OH）2復合納米纖維樣品的SEM（d）和TEM（e）圖像，以及輻照1小時后，在不同樣品上光催化還原CO2的CH4、CH3OH、C2H5OH和CO產率（f）。
圖8.同軸靜電紡絲工藝示意圖（a），PAN/Ag-AgBr@Bi20TiO32電紡墊S4的SEM圖（b），（c）原始PAN電紡墊S0和（d）PAN/Ag-AgBr@Bi20TiO32電紡纖維墊S4上大腸桿菌菌落生長的照片。
圖9.DSSCs的示意圖（TCO：透明導電氧化物，CE：對電極）。
圖10.（a）中孔和大孔Pt負載WO3 MBs（B_Pt-WO3 MBs）在600℃下煅燒1h后的SEM圖像，（b）B_0.05wt％Pt_WO3 MBs的選擇性氣體檢測性能，（c）在5ppm H2S和365℃的工作溫度下M_WO3 MBs（灰色）、B_WO3 MBs（紅色）和B_Pt_WO3 MBs（藍色）的動態電阻變化以及（d）B_Pt_WO3 MBs的H2S傳感機制示意圖。
圖11.（a）ZnO-C納米纖維H2S傳感器的示意圖：（a1）傳感測試之前的氧吸附表面；（b）H2S吸附以及與表面氧的表面反應；（c）ZnO-C納米纖維H2S傳感器中電子轉移的示意圖。
圖12.具有不同微觀結構的催化劑上的傳質比較：（a）傳統的負載型納米催化劑； （b）纖維狀納米催化劑。
圖13.新鮮（a）和用過的（b）纖維狀Ni/Al2O3催化劑的SEM圖像，氣體流速對纖維狀Ni/Al2O3催化劑上反應速率的影響（c），Ni/SiO2-F的HR-TEM圖像（d），Ni/SiO2-F和Ni/SiO2-C催化劑的CH4轉化率（e）和H2選擇性（f）（反應條件：P=1atm；T=700℃；鎳量=10wt％；CH4:CO2:Ar=1:1:2；GHSV=48000mL·（h·g·cat）-1）。
圖14.在以下材料上的CH4轉化率和合成氣選擇性的比較：Ni/Al2O3（CMPO，其他條件：10vol％CH4+5vol％O2+85vol％Ar，750℃，GHSV：1.82×105 L·kg-1·h-1），NiAl2O4/Al2O3（CMPO，其他條件：10％CH4+5％O2+85％Ar，850℃，GHSV：8×106 L·kg-1·h-1），Ni/CeO2（SMR，其他條件：CH4+H2O+N2、600℃，GHSV：），Ni/SiO2（CDMR，其他條件：25％CH4+25％CO2+50％Ar，GHSV：4.8×104 L·kg-1·h-1），La2NiZrO6（CMPO，其他條件：10％CH4+5％O2+85％Ar，GHSV：6×106 L·kg-1·h-1）。
圖15.TF樣品的SEM圖像（a），Pt/TF樣品的TEM圖像（b），所產生ΔCO2隨P25、TF、Pt/P25和纖維狀Pt/TF樣品反應時間的變化（c），以及反應物（O2和HCHO）和產物（CO2和H2O）在纖維Pt/TF樣品分層多孔通道中的快速擴散。
圖16.電化學裝置的圖示。（a）組成HER和OER的水分解系統；（b）發生甲醇氧化反應的直接甲醇燃料電池。
圖17.通過靜電紡絲制備Ni3Fe@N-C NT/NFs的示意圖（a），在電流密度為10 mA cm-2時所需的超電勢（b），通過靜電紡絲和隨后的熱解制備Fe3C-Mo2C/NC HNFs的示意圖（c）。由（I）Mo2C，（II）Fe3C-Mo2C/NC-0.11，（III）Fe3C-Mo2C/NC-0.15，（IV）Fe3C-Mo2C/NC-0.23，（V）Fe3C-Mo2C/NC-0.31，（VI）Fe3C和（VII）商用Pt/C（d）組成的改性GCEs在0.5m H2SO4中發生析氫反應的Tafel圖。
圖18.通過靜電紡絲（a）制備Ni/Mo2C（1:2）-NCNFs的示意圖，Ni/Mo2C（1:2）-NCNFs在含2 mg cm-2負載的鎳泡沫上的H2析出穩定性測試（b），Ni/Mo2C（1:2）-NCNFs在含2 mg cm-2負載的鎳泡沫上的O2析出穩定性測試（c）。
圖19.常規CNFs上負載的Pt催化劑（左）以及由共靜電紡絲和隨后的還原法制備的多孔CNFs上負載的Pt催化劑（右）的示意圖（a），常規樣品B的TEM圖像（b），商用Pt/C、Pt/CNF、樣品A和B在0.5M H2SO4+2M CH3OH水溶液中于0.5V電壓下持續2,000s的計時電流（CA）曲線（c）。
圖20.在空氣中于550℃下退火30分鐘后的Co-PAN納米纖維的SEM圖像（a）；在ACN+1％volH2O中測定0.1M TBAPF6中的電解電壓與法拉第效率的關系（b）；提出了在低質子電解質溶液中使用Co3O4納米纖維電極還原CO2的反應機理（c）；Sn/SnO2多孔中空納米纖維（PHF）催化劑的制備方案（d）；甲酸在外加電壓下4小時的法拉第效率（e）；NiO/PCNF-0.75（以DCDA為造孔劑）在800℃下的氮氣中碳化并在300℃的空氣中退火（f）的SEM圖像；NiO/PCNF-0.75和NiO/CNF（無DCDA）在273和298K下的CO2吸附等溫線（e）；甲酸鹽在每種電壓下2h的法拉第效率（h）。
圖21.電紡Pt（0.34）/Zn纖維煅燒后的FE-SEM圖像（a）；Pt（0.34）-ZnO的TEM圖像（插圖對應于電子衍射圖）（b）；在N2飽和0.01M PBS（pH=7.5）中連續加入H2O2時Pt（0.34）-ZnO/GCE的i-t曲線，E=-0.70V（插圖是在Pt（0.34）-ZnO/GCE上電流與不同濃度H2O2的校準曲線）（c）；合成Mn2O3-Fe2O3/CFs的示意圖（d）；Mn2O3-Fe2O3/CFs/GCE（3:1）計時電流i-t曲線的相應校準圖（插圖：Mn2O3-Fe2O3/CFs/GCE（3:1）上電流的響應時間）（e）；Mn2O3-Fe2O3/CFs/GCE（3:1）檢測N2H4的校準圖。插圖：Mn2O3-Fe2O3/CFs/GCE上電流的響應時間（3:1）（f）。
圖22.具有Pt-Ni2P/CNs CE的DSSCs的示意圖（a）；五個不同CEs的電化學阻抗譜（EIS）曲線（b）；基于不同CEs的DSSCs的光電流密度-光電壓（J-V）曲線（c）；具有花樣形態的MoS2/CNFs的SEM圖像（d）；使用不同CEs的I/I3-電解質基對稱電池的電化學阻抗譜（EIS）奈奎斯特圖（e）；使用不同CEs的DSSCs的光電流密度-光電壓（J-V）曲線（f）。
圖23.通過靜電紡絲技術制備電催化劑作為DSSCs的CEs的功率轉換效率（PCE）：（Fe-Co）/CNFs（電解質：0.01M LiI，0.001M I2和0.1M LiClO4；掃描速率：50 mV/s），MoS2/CNFs CEs（電解質：LiI:I2:LiClO4=5:1:5；掃描速率：20 mV s-1），Pt-Ni2P/CNFs（電解質：0.05M LiI，0.01M I2，0.05M LiClO4；掃描速率：20 mV/s）催化劑。
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