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化科院唐亚文/徐林课题组在Advanced Materials上发表高影响力论文

化科院唐亚文/徐林课题组利用氨基酸作为碳氮源、二氧化硅作为硬模板制备得到载有Fe单原子的氮掺杂空心纳米球(Fe-N-C HNSs)。相关论文以“Atomic Fe-dispersed on N-doped carbon hollow nanospheres for high-efficiency electrocatalytic oxygen reduction”为题发表在Advanced Materials (2018, 1806312) 上。Advanced Materials是材料与化学领域顶尖期刊,2018年即时影响影子21.95。论文第一作者为化科院博士生谌一帆。

 
       

探索高效、经济且稳定的电催化剂用于氧还原反应(ORR)以取代贵金属Pt,在电化学能源转换装置中具有重要意义。单原子催化剂以其最大的原子利用率和优异的电催化性能引起了研究人员的极大兴趣。唐亚文/徐林课题组精心设计了通过二氧化硅硬模板策略,以一种廉价且环保的生物材料-组氨酸(His)为N源和C源,热还原并酸处理后最终得到锚定有Fe单原子的N掺杂碳纳米球。原子分辨球差矫正高角度环形暗场-扫描透射电子显微镜(HAADF-STEM)和扩展x射线吸收精细结构(EXAFS)测量结果证明Fe-N4结构的Fe单原子的存在。由于存在大量原子分散的Fe-N4结构和其独特的球形空心结构,所制备的Fe-N-C HNSs在碱性介质中表现出优异的催化ORR性能:不仅催化活性高且长期稳定性好,并且其对甲醇渗透具有很强的耐受性。与商业Pt/C催化剂和此前报道的大多数非贵金属催化剂相比,其性能更具优势。这一合成策略将为制备各种不同用途的高效单原子催化剂提供新的启示。

该研究工作得到了江苏省新型动力电池重点实验室、江苏省生物医药功能材料协同创新中心、生物医药功能材料国家地方联合工程中心、国家自然科学基金、江苏省优势学科建设项目、江苏省研究生科研与实践创新项目、国家留学基金委等项目的支持。

文章链接: https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adma.201806312

化学与材料科学学院

江苏省新型动力电池重点实验室

2019.1.4

发布时间:2019/01/04
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