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吴明铂团队在电催化还原领域取得新进展

来源: 更新时间:2020-09-02 16:39:49 点击:次
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会议报告人 审核人 蒋大森
学术报告 概况

【电竞外围讯】近日,电竞外围投注网站吴明铂教授领衔的新型碳材料团队在高活性金属氮碳材料电催化还原二氧化碳研究方面取得新进展。相关研究论文《高分散铁氮氧五配位单原子催化剂高效电催化还原二氧化碳》(Hierarchically micro- and meso-porous Fe-N4O-doped carbon as robust electrocatalyst for CO2 reduction)在国际材料领域权威期刊Applied Catalysis B: Environmental上发表。电竞外围投注网站化学工程与技术专业2019级博士生王小珊为第一编辑,电竞外围投注网站吴明铂教授和化学工程学院宁汇副教授为共同通讯编辑,电竞外围(华东)为第一署名单位。

能源和环境问题日益引起全社会的广泛关注,特别是对化石能源的过度依赖导致大气中二氧化碳含量快速升高,温室效应加剧,引发环境和气候变化等一系列问题,严重威胁人类社会的可持续发展。为此,世界各国都开始重视开再生能源的开发利用以及二氧化碳减排领域的研究。电化学还原二氧化碳过程利用风能、太阳能、潮汐能等可再生能源产生的电能将二氧化碳分子和水分子转化为有价值的化合物,一方面可以实现电能的高效储存,另一方面可以实现二氧化碳的减排,具有广阔的应用前景。当前,高活性、低成本催化剂的制备是二氧化碳电还原技术工业化应用面临的最大挑战。二氧化碳电还原技术仍处于实验室研究阶段,高活性、低成本催化剂对于实现二氧化碳电还原技术的工业化应用至关重要。

针对上述问题,吴明铂教授领衔的新型碳材料团队设计并合成了一种具有Fe-N4O活性位的新型铁氮共掺杂碳材料,在-0.57 V vs. RHE的电压条件下,催化二氧化碳电还原为一氧化碳的选择性可达96%,并且具有出色的耐久性。该催化剂使用低价的铁作为活性中心,以碳材料作为载体,通过对铁的配位结构的精确调控,克服了传统的Fe-N4配位结构选择性低的缺陷,提出了一种通过氧配位调控金属活性中心电子结构从而改变其催化性能的新思路;与此同时,通过对碳的孔结构的调控,构建多级孔道,强化传质过程,大大提升了催化剂的活性。

审稿专家对该成果给予高度评价,一致认为该研究成果有突出的创新性和广阔的应用前景,对于单原子分散的金属、氮共掺杂碳基催化材料的组成和结构调控具有重要引导意义。

吴明铂教授领衔的新型碳材料团队主要从事重质油的绿色化高附加值转化应用、功能炭素材料的制备及应用、新结构高性能催化剂和新型催化反应、等离子体化学化工、生物基纳米功能碳材料、超级电容器/锂离子二次电池等技术领域的研究工作。团队共承担国家及省市级各类基金项目30余项,产学研合作项目10余项,团队成员在国内外学术刊物上发表论文200余篇,其中SCI收录103篇,撰写著作3部,申请及授权发明专利67项,获省部级科技奖励8项。

Applied Catalysis B: Environmental由美国化学会于1992年创办,主要刊发化学、能源、催化、环境科学、化工以及交叉学科领域原创的、突出的研究成果,拥有较为广泛的学术影响力。

全文链接:https://doi.org/10.1016/j.apcatb.2020.118630

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