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学术报道

我校化科院唐亚文邱晓雨团队在超细贵金属纳米晶研究上取得重要进展


近期,化科院唐亚文、邱晓雨团队在超细(<5 nm)、具有明确晶面和形貌贵金属催化剂的研究方面取得重要进展,相关成果发表在Small(2020, 1906026;IF=10.856)上,被选为封面论文;并受到“MaterialsViews”、“今日头条”、“催化计”等门户网站或公众号的报道。

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贵金属是极其重要的催化剂,在石油化工、有机合成、燃料电池、传感器等领域具有广泛的应用。优化贵金属纳米晶的形貌和晶面结构、降低其粒径对于提高贵金属纳米晶的催化活性和选择性具有重要意义。然而,由于热力学和动力学难以兼顾,研究人员很难获得具有明确形貌和晶面结构的超细(<5 nm)贵金属纳米晶,在亚5nm范围内同步控制单分散Pd纳米晶的尺寸、形貌和晶面是一个巨大的挑战。

化科院唐亚文、邱晓雨团队,结合DFT理论计算与实际反应模型,系统地研究了Pd晶体生长过程中的吸附能、热力学因素和动力学机制,首次实现了在亚5nm尺度内对于Pd纳米晶的尺寸、形貌和晶面的精密控制。研究发现,通过控制反应路径,可获得由(111)晶面覆盖的单分散Pd四面体(其尺寸分布仅为4.9±1 nm,纯度接近98%)。所得的亚5 nm Pd四面体对于氧还原(Eonset=1.025 V,E1/2=0.864 V)和甲酸氧化反应均表现出优异的催化活性和稳定性;组装成燃料电池后,与目前市场上最好的商业化的Pd/C催化剂相比,性能提升了50%。研究结果对于揭示超细贵金属纳米晶生长过程中热力学控制因素和动力学机制具有重要意义。论文第一作者为南师大2017级硕士生张怀方。文章链接:https://doi.org/10.1002/smll.201906026。

该研究工作得到了江苏省新型动力电池重点实验室、江苏省生物医药功能材料协同创新中心、生物医药功能材料国家地方联合工程中心、国家自然科学基金、江苏省高等学校自然科学基金、江苏省优势学科建设项目等资金的支持。

江苏省新型动力电池重点实验室

化学与材料科学学院

2020.02.14

  • 更新时间

    2020年02月15日

  • 阅读量

  • 供稿

    化科院

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