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化学与材料学院高庆生课题组在非贵金属电催化剂研究上取得系列进展

字体: 2017年05月12日 浏览量: 来源: 化学与材料学院 作者: 发布:新闻中心

近日,我校化学与材料学院高庆生研究员课题组在非贵金属电催化剂上取得系列进展。他们通过对钼基碳化物、硫化物的结构调控,降低析氢反应的过电位,显著提高电催化产氢效率。研究工作在化学一区期刊Energy Environ. Sci.(IF: 25.427)、ACS Catal.(IF: 9.307)、ChemSusChem (IF: 7.116)上发表3篇论文,其中2篇被选为期刊的封面论文。这是高庆生课题组继2016年在Chem. Sci.(一区,IF: 9.144)、Adv. Mater. (一区,IF: 11.382)、J. Mater. Chem. A(一区,IF: 8.262)发表论文之后的又一重要进展。至此,该课题组已在该领域发表A1论文20余篇,其中ESI高引论文3篇,期刊封面论文4篇。

氢气是重要的清洁能源,具有来源广、能量密度高、无污染等优点。电解水析氢反应是制备氢气的绿色途径之一,但严重依赖贵金属Pt催化剂,亟需发展经济、高效的非贵金属电催化剂。过渡金属碳化物、硫化物的氢吸附自由能(ΔGH*)与Pt接近,是一种潜在的析氢电催化剂,是当前新能源催化领域的热点。然而,该类材料存在活性位难暴露、表面吸附太强等缺点,是催化剂发展的桎梏。

为此,高庆生课题组通过杂原子掺杂、异质纳米界面构筑等策略,优化催化剂表面电子性质及表面吸附行为,协同促进电催化析氢反应动力学,显著降低产氢过电位。例如,通过控制磷(P)掺杂量和掺入形式,可有效降低Mo2C中Mo原子的d空轨道密度,降低Mo-H强度,提高催化活性;通过构筑Fe3C-Mo2C、MoS2-Ni3S2纳米界面,充分提高活性位量,并利用不同活性位的协同作用优化析氢动力学。以上工作在电催化机制研究、新能源开发和利用等方面具有重要的学术和应用价值。

论文链接:

1.Phosphorus-Mo2C@carbon nanowires toward efficient electrochemical hydrogen evolution: composition, structural and electronic regulation, Energy Environ. Sci., 2017, DOI: 10.1039/C7EE00388A

http://pubs.rsc.org/en/content/articlelanding/2017/ee/c7ee00388a#!divAbstract

2. MoS2–Ni3S2 Heteronanorods as Efficient and Stable Bifunctional Electrocatalysts for Overall Water Splitting, ACS Catal., 2017, 7, 2357.

http://pubs.acs.org/doi/abs/10.1021/acscatal.6b03192

3. Electrospinning Hetero-Nanofibers of Fe3C-Mo2C/Nitrogen-Doped-Carbon as Efficient Electrocatalysts for Hydrogen Evolution, ChemSusChem, 2017, DOI: 10.1002/cssc.201700207

http://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/cssc.201700207/full

(化学与材料学院)

责编:李伟苗 

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