我校材化部黄小青教授课题组在《Science》杂志发表论文

美国东部时间20161216日,以黄小青教授作为第一通讯作者、苏州大学为第一署名单位撰写的题为“Biaxially Strained PtPb/Pt Core/Shell Nanoplate Boosts Oxygen Reduction Catalysis”的学术论文在《Science》杂志上正式发表(Science, 2016, Vol. 354, Issue 6318, 1410-1414)。这是我校材料与化学化工学部首次在《Science》这一国际顶级学术期刊上发表自然科学类学术论文。

众所周知,铂基纳米材料是目前ORR性能最好的电化学催化剂。但由于其在地壳中的储存量较少,价格昂贵,导致其在燃料电池领域的大规模应用受阻。如何提高贵金属催化剂的原子利用率和反应活性一直是贵金属催化领域的核心问题。为此,黄小青课题组与国内外多个课题组密切合作,用化学法成功地制备了高质量单分散的PtPb纳米片。结合球差矫正高分辨透射电镜,同步辐射X射线吸收光谱等先进表征手段和密度泛函理论计算,他们发现4-6Pt层能够非常完美地覆盖在PtPb纳米片表面,形成独特的PtPb/Pt核壳结构。研究发现,Pt(110)表面较强的拉应力能够极大地促进ORR性能,使得这种PtPb/Pt核壳结构的催化剂具有非常优异的ORR性能。难能可贵的是,该催化剂不仅可以作为燃料电池阴极ORR的催化剂,还可以被用来催化阳极反应。该研究工作展示了二维铂基纳米催化剂在基础研究和催化领域中的优势及重要性,从理论上指导了如何通过应力调控Pt-O键强度,有效地解决了模型催化中电化学界面的瓶颈问题,对于探索和开发更好的高性能催化剂,促进燃料电池快速发展起到了重要的推动作用。

此前,他们同样运用湿化学还原法制备了多层次的Pt-Co纳米线,结合一系列先进表征手段和理论模拟详细表征了多层次的Pt-Co纳米线表面上有序的金属间结构、高指数晶面和表面富铂的纳米结构,深入研究了这一独特结构对MOREORORR催化性能的影响。其中,Pt3Co纳米线的ORR性能是目前Pt-Co体系已报道的ORR催化剂中性能最好的,甚至堪比许多Pt-Ni基催化剂的ORR性能。该成果已于今年629日发表在Nature Communications》杂志上(Nat. Commun. 2016, 7, 11850)。该研究对于精细调控一维铂基纳米材料表面结构,设计高指数晶面以及有序金属间纳米结构,以实现对纳米材料催化性能的调控具有重要的指导价值和意义。

黄小青教授,“青年千人计划”入选者,江苏省“双创计划”人才,厦门大学博士,美国University of California, Los Angeles博士后,在博士和博士后期间,以第一作者身份在Science (1), Nat. Nanotechol (1), JACS (4), Angew. Chem. (3), Adv. Mater. (2),Nano Lett. (2), Energy Environ. Sci. (1)等期刊发表多篇论文。自20149月加盟苏州大学以来,在无机/有机纳米材料的控制合成,多功能金属纳米催化剂的制备,能源储存和转移以及电化学催化等方面颇有研究,已在Science (1), Nat. Commun (1), Angew. Chem. (2), Adv. Mater. (2), Nano Lett. (4), ACS Nano (1)等知名期刊发表论文20余篇。

论文链接:

http://science.sciencemag.org/content/354/6318/1410

http://www.nature.com/articles/ncomms11850

课题组网站链接:

http://chemistry.suda.edu.cn/index.aspx?lanmuid=69&sublanmuid=604&id=364

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