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科學(xué)家成功合成新型電解水催化劑?近來,中科院理化所研討員張鐵銳團隊成功組成一種高效電解水催化劑,完成了低電壓下高效活化水分子,為未來解決氫能危機供給了或許。相關(guān)研討結(jié)果宣布在世界化學(xué)領(lǐng)域?qū)W術(shù)期刊《美國化學(xué)學(xué)會會刊》(JournaloftheAmericanChemicalSociety,JACS)上。
二維納米資料因為具有獨特的超薄納米結(jié)構(gòu)和優(yōu)勝的導(dǎo)電性,引發(fā)了資料學(xué)家的廣泛重視。而水滑石(LDH)作為自然普遍存在的礦藏黏土,其結(jié)構(gòu)可控、易于工業(yè)化,已在瀝青耐老化紫外阻隔劑、塑料農(nóng)膜紅外吸收劑、PVC熱穩(wěn)定劑以及涂料、工業(yè)廢水吸附劑、工業(yè)催化劑等方面完成使用。
多年來,張鐵銳帶領(lǐng)團隊環(huán)繞一種被稱為“水滑石(LDH)”礦藏黏土的納米結(jié)構(gòu)開展了深入研討。該項研討中,研討人員經(jīng)過精準(zhǔn)調(diào)控水滑石前體形貌,經(jīng)高溫煅燒組成了超薄超小NiO/TiO2異質(zhì)納米結(jié)構(gòu)。
據(jù)該論文榜首作者趙宇飛博士介紹,這一結(jié)構(gòu)在電催化分化水產(chǎn)氧方面展現(xiàn)了優(yōu)勝的催化功能。精細(xì)結(jié)構(gòu)表征表明,這一結(jié)構(gòu)不只具有活性面,還伴隨了鎳空位的存在,有利于和水分子的鍵合。而異質(zhì)結(jié)構(gòu)豐厚的界面則進一步促進了電催化分化水產(chǎn)氧的反響進行。
一起,研討證實,該催化劑組成方法簡單、選用自然界儲量豐厚的非貴金屬作為質(zhì)料,所獲得的超薄超小NiO資料在電催化分化水、電容器等方面具有使用價值,也適用于制備其他金屬氧化物納米片電催化劑。
此前,該研討小組經(jīng)過調(diào)控水滑石納米資料的堆疊厚度,完成了光催化復(fù)原二氧化碳。并以水滑石為載體,經(jīng)過高溫氨化,完成了全分化水納米Ni3FeN電催化劑,有望完成產(chǎn)業(yè)化。研討人員還經(jīng)過高溫復(fù)原制備了界面豐厚的Ni/NiO異質(zhì)納米結(jié)構(gòu),在可見光驅(qū)動CO加氫制備高檔烴方面完成了突破。此外,研討人員還環(huán)繞水滑石基納米結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變?yōu)榈铩⒀趸锏耐負(fù)溥^程,從原子層次深入揭示了催化資料結(jié)構(gòu)與功能的關(guān)聯(lián),所獲得的催化資料在光電催化方面顯示了極強的結(jié)構(gòu)可調(diào)優(yōu)勢,為設(shè)計高功能光電催化資料供給了思路。
相關(guān)研討工作得到了科技部國家重點基礎(chǔ)研討方案、國家自然科學(xué)基金委優(yōu)秀青年科學(xué)基金項目、國家自然科學(xué)基金委青年基金項目、國家萬人方案-青年優(yōu)秀人才支撐方案、中國科學(xué)院前沿科學(xué)重大突破項目的大力支撐。
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