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化学化工学院李明教授、何荣幸教授课题组在电催化材料领域再获进展
发布时间: 2020-03-03 08:29:32   作者:本站编辑   来源: 本站原创   浏览次数:

近日,化学化工学院李明教授、何荣幸教授课题组在催化领域国际知名期刊《Applied Catalysis B: Environmental》(影响因子:14.229)上发表题为“Strong electronic couple engineering of transition metal phosphides-oxides heterostructures as multifunctional electrocatalyst for hydrogen production”过渡金属磷化物-氧化物异质结间的强电子耦合工程高效助力电催化制氢)的研究成果。西南大学为该成果的第一通讯单位,何荣幸教授为共同通讯作者,李明教授指导的2017博士研究生杨苗为第一作者。

从化石燃料经济向氢能源经济转变需要高效的制氢技术,目前电解水制氢是最具应用前景的制氢方法。但是在电解水制氢过程中,阳极析氧反应动力学过程缓慢,使得反应过程需要较大的电极电压驱动反应进行。因此,该课题组采用阳极氧化电位较低的尿素分子取代反应动力学慢的水分子,不仅大幅降低了电极电压,而且能够通过降解其中的尿素实现废水净化。

该课题组发展了一种新颖的选择性磷化策略,通过选择性被磷化前驱物中高活性的镍原子而保持钼原子仍然处于氧化物状态,成功构建了Ni2P/MoO2/NF异质结纳米棒阵列电催化剂(Ni2P/MoO2/NF HNRs)。通过有效的界面构筑,功函数不同的Ni2PMoO2在异质结界面处发生自发的电子转移,形成强的电子耦合作用,使得电子在界面处发生重排,从而提高了催化剂的本征催化活性;同时,理论计算结果表明不同活性位点间的协同作用极大促进了催化反应动力学,使其在电催化析氢、析氧以及尿素氧化反应中均表现相当好的催化效果。这项工作为合理设计和发展更有前途的电催化材料开辟了新的途径。

该研究工作是李明教授、何荣幸教授课题组自201911在《Applied Catalysis B: Environmental上发表题为Regulating Electron Density of NiFe-P nanosheets Electrocatalysts by a trifle of Ru for High-efficient Overall Water Splitting”(采用微量Ru调节NiFe-P纳米片电催化剂电子密度的策略实现高效全水解)成果后的又一项重要工作,这些研究得到了国家自然科学基金、重庆市自然科学基金等项目的支持。

论文链接:https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0926337320302186