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我院陈煜教授在制氢领域取得系列进展

admin 发布于 2017-07-17 09:21:34 阅读次数 1195

氢是一种环保的可再生能源载体,具有安全、高效、可持续性和清洁无污染等特性。由于传统化石能源面临枯竭的危机和严重的污染问题,氢能源的开发和使用被广泛关注。目前,基础研究中制氢方式主要有电解水制氢、太阳能制氢和化学制氢等,均需要高活性、高稳定性催化剂,因此,开发低成本、高效能的制氢催化剂是能源、催化和材料领域的研究热点。

近日,我院陈煜教授课题组成功制备出由超薄Rh纳米片为壳的Au@Rh双金属核壳纳米结构物。基于原子级厚度二维Rh纳米片的超薄结构,Au@Rh双金属核壳纳米结构物具有较高的比表面积和原子利用率,其对水合肼水解产氢表现出非常高的活性。而且在光照条件下,依赖于Au二十面体核的局域表面等离子体共振(LSPR)特性,Au@Rh-壳纳米结构物进一步显示出光增强的催化活性。该项工作日前以“Bimetallic AuRh nanodendrites consisting of Au icosahedroncores and atomically ultrathin Rh nanoplate shells: synthesis and light-enhanced catalytic activity”为题在线发表于Nature出版集团旗下学术刊物NPG Asia Materials 2017, 9, e407 (影响因子:9.157)该论文由我校作为唯一研究单位独立完成,第一作者是材料科学与工程学院2015级硕士研究生康永强同学,通讯作者为材料科学与工程学院金普军副教授和陈煜教授。

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此外,陈煜教授课题组在电催化产氢工作中取得显著进展,成功制备出具有超长分支的聚烯丙基胺功能化Pt三足(Pttripods@PAA)Pttripods@PAA的超长分支具有高指数晶面,PAA作为质子载体在Pt表面上强烈结合。PAA上氨基在酸性条件下质子化导致Pt表面局部质子浓度的增加。该催化剂在酸性溶液中对电催化水裂解制氢反应(HER, 2H++2e?→ H2)显示出超高活性,起始还原电位为+ 19.6 mV vs RHE,显著优于目前报道的单金属Pt电催化剂。该项工作日前以“Polyallylamine-functionalized platinum tripods: enhancement of hydrogen evolution reaction by proton carriers”为题,在线发表于催化领域顶级期刊ACS Catalysis, 2017, 7, 452-458 (影响因子:10.614)。该论文第一作者为我校2014级硕士生徐广蕊同学,该同学目前已发表第一作者SCI一区论文6篇(ACS Catalysis 2篇,Journal of Materials Chemistry A 1篇, Journal of Power Sources 2ACS Applied Materials & Interfaces 1篇),申请中国发明专利2

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上述研究得到了陕西省大分子科学重点实验室、应用表面与胶体化学教育部重点实验室、陕西省能源新技术工程实验室、国家自然科学基金、陕西省自然科学基金和中央高校基本科研业务费等科研项目的支持