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    學術報道

    我校化科院唐亞文邱曉雨團隊在超細貴金屬納米晶研究上取得重要進展


    近期,化科院唐亞文、邱曉雨團隊在超細(<5 nm)、具有明確晶面和形貌貴金屬催化劑的研究方面取得重要進展,相關成果發表在Small(2020, 1906026;IF=10.856)上,被選為封面論文;并受到“MaterialsViews”、“今日頭條”、“催化計”等門戶網站或公眾號的報道。

    圖片2

    貴金屬是極其重要的催化劑,在石油化工、有機合成、燃料電池、傳感器等領域具有廣泛的應用。優化貴金屬納米晶的形貌和晶面結構、降低其粒徑對于提高貴金屬納米晶的催化活性和選擇性具有重要意義。然而,由于熱力學和動力學難以兼顧,研究人員很難獲得具有明確形貌和晶面結構的超細(<5 nm)貴金屬納米晶,在亞5nm范圍內同步控制單分散Pd納米晶的尺寸、形貌和晶面是一個巨大的挑戰。

    化科院唐亞文、邱曉雨團隊,結合DFT理論計算與實際反應模型,系統地研究了Pd晶體生長過程中的吸附能、熱力學因素和動力學機制,首次實現了在亞5nm尺度內對于Pd納米晶的尺寸、形貌和晶面的精密控制。研究發現,通過控制反應路徑,可獲得由(111)晶面覆蓋的單分散Pd四面體(其尺寸分布僅為4.9±1 nm,純度接近98%)。所得的亞5 nm Pd四面體對于氧還原(Eonset=1.025 V,E1/2=0.864 V)和甲酸氧化反應均表現出優異的催化活性和穩定性;組裝成燃料電池后,與目前市場上最好的商業化的Pd/C催化劑相比,性能提升了50%。研究結果對于揭示超細貴金屬納米晶生長過程中熱力學控制因素和動力學機制具有重要意義。論文第一作者為南師大2017級碩士生張懷方。文章鏈接:https://doi.org/10.1002/smll.201906026。

    該研究工作得到了江蘇省新型動力電池重點實驗室、江蘇省生物醫藥功能材料協同創新中心、生物醫藥功能材料國家地方聯合工程中心、國家自然科學基金、江蘇省高等學校自然科學基金、江蘇省優勢學科建設項目等資金的支持。

    江蘇省新型動力電池重點實驗室

    化學與材料科學學院

    2020.02.14

    • 更新時間

      2020年02月15日

    • 閱讀量

    • 供稿

      化科院

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