李卫东博士等在碳点金属复合材料的可控制备与催化产氢方面取得新进展
2021-03-16 13:54  

李卫东博士等在碳点金属复合材料的可控制备与催化产氢方面取得新进展

近日,我院青年教师李卫东博士在碳点金属复合材料的可控制备与催化产氢方面取得重要进展。相关成果以“Exploiting Ru-induced Lattice Strain in CoRu Nanoalloys for Robust Bifunctional Hydrogen Production”为题发表在化学类顶尖期刊《Angewandte Chemie International Edition》(IF=12.959)上,并入选为“Hot Paper”,论文第一作者为材料工程学院青年教师李卫东博士,通讯作者为郑州大学卢思宇副教授和香港理工大学黄勃龙教授,郑州大学为第一单位,河南工程学院为第二单位。

氢能是一种清洁、绿色的可再生能源,是化石能源的有效替代品。目前常用的产氢方式为电催化水分解产氢(HER)以及化学储氢材料(氨硼烷AB, NH3BH3)水解制氢。单一功能的HER和AB水解催化剂已被广泛研究,然而,能同时应用于二者的催化剂仍鲜有报道。因此,开发高效、稳定且能同时应用于HER和AB水解制氢的催化剂将极大的促进氢气的有效利用,推动氢能的飞速发展。论文以碳点负载的CoRu合金为研究对象,通过调节Ru的掺杂量,制备了不同形变率的CoRu合金和碳点复合材料催化剂(CoRu/CQDs),用于高效的电解水和氨硼烷水解双功能制氢。当用于HER时,CoRu0.5/CQDs在1 M KOH中达到10 mA cm-2的电流密度,过电位为18 mV,经过5000圈CV循环后,催化活性无明显衰减;当用于氨硼烷水解产氢时,室温下TOF值为3255.4 mol(H2)mol−1(Ru)min−1或814.7 mol(H2)mol−1(cat)min−1,经过7次循环,催化活性无明显衰减,是已报道的产氢催化剂中最佳的催化活性之一。作者首次提出“交替循环”的性能表征方法,为双功能催化剂的设计和评价提供了新的思路。

全文链接:https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/anie.202013985

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