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化工学院杜明亮教授团队在高效制氢催化材料研究中取得进展

发布日期:2018-07-03 11:17|浏览量:   来源:  

近日,化学工程学院杜明亮教授与北京大学郭少军教授,同济大学高国华副教授合作,发表题为“原子级核/壳结构工程对先进材料精密拉伸应变”的文章IF: 21.95)。 Boost Hydrogen Evolution Catalysis(Adv. Mater.,2018,30,1707301)的研究论文在本期封面中有所突出。本文的第一作者是我们学校的年轻研究员朱汉副研究员。

能源和环境问题是人类社会发展的两个重要主题。发展绿色可持续氢能是解决环境问题和减少对化石燃料过度依赖的最有前景的方法。电催化制氢需要有效且稳定的电催化剂。因此,研究开发低成本,高效率,高稳定性的电解水催化材料具有重要意义。研究小组基于之前的研究(Adv. Mater。,2015,27,4752-4759;Energy Environ. Sci。,2017,10,321-330;Small,2017,13,1700468)提出了对异质结构的监管。应力和应变策略,以提高催化活性。晶体中的拉应力效应是通过压缩或扩展纳米结构来重新排列表面层的原子层。原子尺度的应变效应可以引起晶格参数的变化并改变固有的原子之间的距离和键合电子的能级大大降低,从而大大降低了析氢反应的能级势垒。

研究小组利用异质外延生长方法在纳米纤维反应器中构建了Co9S8/MoS2的核壳结构,并通过调节核壳结构中壳的厚度来调整表面拉应力,从而产生表面应力和应变,精细控制MoS2壳。层数(MoS2壳层从5变为1)改变应力和应变,从而大大提高催化剂的析氢反应活性。本研究首次揭示了二元过渡金属硫化物核壳结构中应力 - 应变与电化学性能的关系,对多组分高效析氢电催化剂的合理设计具有良好的指导作用。该研究过程由国家自然科学基金,合成与生物胶体重点实验室和一流学科团队资助。杜明亮教授和朱涵副教授是2017年化学工程学院引进的“功能性纳米纤维材料”方向的重点研究团队。在过去的一年中,他们发表了3篇高水平的SCI论文并获得了3项研究。基金拨款。在傲慢,时间和时间的状态下,我扎根于江达,致力于教学和研究。

核壳纳米晶不同层的原子结构表征

研究论文的封面