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中南大学刘小鹤团队在JACS等发表电催化材料最新研究成果

发布时间:2020-04-29    作者:      来源:      浏览次数:934

近日,中南大学材料科学与工程学院刘小鹤教授团队在《Journal of the American Chemical Society(JACSIF=14.357)、《Advanced Energy Materials(IF= 24.884)等国际著名学术期刊发表电催化材料最新研究成果。

为了应对化石能源危机及其引起的环境污染,迫切需要开展绿色新能源方面的科技创新。电解/裂解水制备氢气和氧气可实现水的燃料化,然而实现水的高效裂解主要依赖贵金属基催化剂,其成本过高导致难以实现产业化,因此探寻廉价电催化材料尤为重要。铁、钴、镍等廉价过渡金属层状氢氧化物、二维金属有机框架(MOFs)材料具有结构多样性和功能可调性,展示出广阔的应用前景。

(二维MOFs纳米六方片的合成、表征及结构示意图)

基于拓扑学设计及自下而上合成,团队成功获得了具有规整结构的二维MOFs纳米六方片,并实现了纳米六方片厚度的可调可控。研究发现,二维MOFs纳米六方片的框架结构可吸附Fe离子,通过热解过程形成Ni-Fe@C复合催化剂,大幅提升了其电催化性能。该研究推动了基于拓扑学设计与合成二维MOFs纳米材料,为二维MOFs纳米材料的可控合成及电催化研究提供了新的思路。该工作发表在《Journal of the American Chemical Society》上,中南大学为第一署名单位,中南大学博士生林一帆为第一作者,中南大学刘小鹤教授、郑州大学曹亦俊教授及日本国立物质·材料研究机构Renzhi MA教授为论文共同通讯作者。

此外,基于刘小鹤教授团队在过渡金属层状氢氧化物研究领域的创新工作,获邀在《Advanced Energy Materials》发表综述文章。论文主要总结了过渡金属层状氢氧化物及其衍生物的设计合成路线及功能应用的研究进展,特别介绍了该团队近年来在层状氢氧化物的结构调控、液相合成、化学剥离、拓扑转变、超晶格结构组装及其性能等方面的研究工作,并展望了层状氢氧化物在制备及应用上面临的主要挑战与发展前景。该工作发表在《Advanced Energy Materials》上,中南大学为第一署名单位,中南大学陈根特聘副教授为第一作者,中南大学刘小鹤教授、王军教授及日本国立物质·材料研究机构Renzhi MA教授为论文共同通讯作者。

相关工作得到了国家自然科学基金、湖南省自然科学基金创新研究群体、湖南省百人计划、中南大学及粉末冶金国家重点实验室等项目的资助。