Advanced Functional Materials刊发赵学波团队电解水用非贵金属催化剂研究新成果

  【本站讯】近日,Advanced Functional Materials刊发我校非常规油气与新能源研究院赵学波教授科研团队在电解水用非贵金属催化剂研究领域的最新成果《以钴镍双金属有机框架材料为前驱体制备钴镍磷纳米管高效电解水催化剂》(Metal-Organic Frameworks Derived Nanotube of Nickel–Cobalt Bimetal Phosphides as Highly Efficient Electrocatalysts for Overall Water splitting)。该科研成果提出了一种通过金属-有机框架的可控生长制备Co-Ni-P纳米管高效电解水催化剂的新方法。

  相关研究得到国家自然科学基金、山东省“泰山学者”经费及中国石油大学(华东)人才引进启动资金支持。论文第一作者为我校材料科学与工程专业2015级博士研究生闫理停,赵学波教授为论文通讯作者,中国石油大学(华东)为论文独立完成单位。

  能源消费的快速增长和相应的环境问题加剧了对可再生能源和清洁能源的需求,氢能作为一种可再生的清洁能源受到越来越多的关注。电解水制氢被认为是目前最有前景的制氢技术之一。在电解水的过程中,电化学析氧反应(OER)和析氢反应(HER)作为其中的两个核心反应受到反应动力学的限制,均需要高效催化剂参与加快反应的进行。现阶段,氧化钌(RuO2)和铂(Pt)催化剂仍然是OER和HER最高效的催化剂,但是受限于贵金属的储量及成本,探索和制备具有高催化活性的非贵金属催化剂成为该领域的研究热点。

  赵学波教授研究团队发现,利用金属有机框架中不同金属与有机配体的配位作用,通过精确调节金属原子的掺杂,可以促使金属有机框架结构在特定晶面的生长,得到具有不同形貌的金属有机框架材料,进而通过对金属有机框架材料优化后结构的磷化作用,得到了具有中空纳米管结构的Co4Ni1P复合材料。该材料具有很大的比表面积,中空多孔的纳米管结构以及均匀分布的碳基底。此外,杂原子对材料电子结构的优化调节均有利于材料在催化过程中活性的发挥。该材料在碱性条件下表现出了优于贵金属催化剂Pt/C-RuO2的催化性能,具有很好的应用前景。这种简单可控的合成方法也可以扩展应用在其他金属有机框架材料的衍生材料中,为金属有机框架材料在能源相关领域中的应用开辟了新的途径。

  Advanced Functional Materials副主编Anja Wecker教授及审稿人对该成果特别感兴趣,“such comparative studies can attract the attention of researchers in designing the future research”、“the obtained results are of interest to the electrocatalyst research community”( 该研究成果对未来材料设计的研究极具吸引力,文中得到的结论可以引起电催化研究领域的广泛兴趣)。同行评审专家一致认为该可控生长制备Co-Ni-P纳米管结构新颖,制备方法简单、高效、创新性强,对相关MOFs衍生材料的可控合成具有很好的借鉴作用,合成的非贵金属催化剂具有优于贵金属的催化性能,具有很大的应用潜力。

  Advanced Functional Materials为材料研究领域的国际权威期刊之一,2016年影响因子为12.124,所刊登的论文在相关领域具有较高影响力。

  论文详细内容请见:http://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adfm.201703455/full


 


【作者:梁昌国 刘培勇    来自:非常规油气与新能源研究院 科技处    责任编辑:姜洪明     审核:汤平如】
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