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鐘文武教授團隊在催化材料設計中取得新進展

作者:高等研究院    新聞來源:高等研究院    點擊數:   更新時間:2021-05-10

催化劑材料在催化過程中扮演著至關重要的角色,可以節約能源、提高產物的生成速率。近日,環境與能源研究所連續發表多篇重要的催化材料論文,接連在電解水、光解水等研究方向上取得喜人成果。

在一項近日工作中,鐘文武教授將硫摻雜到石墨烯狀的Co0.85Se中,發現活性位點被反轉(從陽離子鈷位點到陰離子硫位點),這有助于增強電催化HER性能。最佳的Co0.85Se的超電勢為108 mV (10 mA/cm2),塔菲爾斜率為59 mv/cm2,超過了其他報道的Co0.85Se基電催化劑。摻雜的硫位比鈷位具有更高的活性,氫吸附吉布斯自由能(ΔGH)接近于零(0.067 eV),這降低了制氫的反應勢壘。這項工作為優化其他相關過渡金屬硫屬元素化物的內在HER活性提供了靈感。論文發表于Angew. Chem. Int. Ed., 2021, DOI: 10.1002/anie.202102961,為一區期刊,即時影響因子為12.9。申士杰副教授為論文第一作者,鐘文武教授為論文通訊作者,臺州學院為唯一通訊單位。

最近,鐘教授還利用固相合成及超聲剝離法,制備了PdSe2納米片。過渡金屬S族化合物具有兩種常見的配位,三角棱柱型的2H和八面體型的1T。這兩種配位環境下,只有邊界的S原子體現出催化活性,金屬原子的活性被抑制。鐘教授報道一種具有平面配位的過渡金屬S族化合物PdSe2,作為良好的析氫催化劑。在PdSe2中,Pd與鄰近的4個Se原子形成平面配位環境,因此金屬Pd原子也具有良好的催化活性。該工作對平面配位電催化劑的探索具有重要的促進作用。論文發表于Adv. Func. Mater., 2021, doi: 10.1002/adfm.202102321,為一區期刊,影響因子為16.8。林志萍副教授為論文第一作者,鐘文武教授為論文通訊作者,臺州學院為唯一通訊單位。

在另一項工作中,鐘教授研究了光催化材料中電子-空穴對復合的問題,綜述了近來異質結材料的發展。為了抑制復合,構建異質結光催化材料已成為最有前途的方法之一??梢詫愘|結分為以下幾種類型: PN型異質結, II型異質結, Schottky型異質結和S型異質結,還可以根據形成異質結的特殊材料,補充兩種特殊的異質結類型,即晶面異質結和石墨烯基異質結。鐘教授詳細介紹了以上各種類型的異質結光催化劑的最新進展,概述了實現高性能異質結光催化劑的基本策略,并對異質結光催化劑未來發展方向進行了一些探討。論文發表于Chinese J. Catal., 2021, doi: 10.1016/S1872-2067(20)63698-1,為一區期刊,影響因子為6.1。王宗鵬博士為論文第一作者,鐘文武教授為論文通訊作者,臺州學院為唯一通訊單位。

快速激光已在醫學、工業制造領域獲得廣泛應用。然而,在能源材料制備領域,快速激光退火技術的應用卻被忽略。近日,鐘文武教授結合之前的研究工作,以已有的工作成果為依據,在iScience上發表論文,呼吁學界引起對激光退火技術的重視。激光退火技術在能源材料領域表現出廣闊的應用前景,利用其制備的納米材料兼具形貌獨特、可形成異質結、缺陷豐富等優點。相關論文發表于iScience, 2021, doi:10.1016/S1872-2067(20)63698-1。iScience為Cell的子刊,目前為綜合類二區期刊,影響因子為4.4。林志萍副教授為論文第一作者,鐘文武教授為論文通訊作者,臺州學院為唯一通訊單位。

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