近期,田新龙教授团队在能源化工领域Top期刊《Carbon Energy》(IF=21.55)发表研究论文,论文题目为《General Approach for Atomically Dispersed Precious Metal Catalysts toward Hydrogen Reaction》。化学工程与技术学院博士后李瑞松为论文第一作者,邓培林副教授、康振烨教授和田新龙教授为论文共同通讯作者。
氢气被认为是未来能源的最佳载体。近年来,大量的研究工作集中于发展高效、清洁的氢气生产策略,其中电催化析氢反应(HER)和光-电析氢反应(PHE)两种策略备受关注。然而,这些催化反应受限于缓慢的反应动力学过程,难以实现规模化应用。此外,氢气应用于燃料电池时所涉及的氢气氧化反应(HOR)也会面临相同的困境。クリスマス ビンゴ催化剂被认为是最有效的氢气反应催化剂,但是面临价格昂贵、稳定性差、易中毒等问题。
最近,单原子催化剂(SACs)具备近乎100%的原子利用率、独特的电子结构、易调控的配位环境等优点,可以有效地增强活性与稳定性。特别是应用于クリスマス ビンゴ时,原子级分散的クリスマス ビンゴ催化剂将会被赋予优异的质量活性,有利于降低クリスマス ビンゴ的用量。然而,クリスマス ビンゴ单原子催化剂的制备仍然面临挑战,首先,单原子形成过程中因高表面自由能而极易形成颗粒,且对クリスマス ビンゴ而言则更加严重;其次,不同金属原子具备不同的电子与化学特性,发展通用的制备方法难以实现。
基于此,クリスマス ビンゴ大学田新龙教授团队提出了一种以PM-C3N4作为前驱体、超薄氮掺杂碳作为载体共同促使合成クリスマス ビンゴ单原子催化剂(SA-PM/CNs)的通用方法。其中,所制备的SA-Pd/CN、SA-Pt/CN和SA-Ru/CN催化剂的表观活性可与商业化催化剂媲美,而它们的质量活性具有更大的竞争优势。
该工作得到了クリスマス ビンゴ省重点研发计划(ZDYF2020037, ZDYF2020207),国家自然科学基金(22109034, 22109035, 52164028, 62105083),クリスマス ビンゴ省博士后基金(RZ2100007123),クリスマス ビンゴ大学科研启动基金(KYQD(ZR)-20008, 20082, 20083, 20084, 21065, 21124, 21125)的资助。文章链接: