Li group-李彦光课题组
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合金化是调节催化剂材料电子结构的通用策略。与更常见的固溶合金(SSAs)相比,金属间化合物合金(IMA)具有明确的原子排列,并为研究结构-性能相关性提供了独特的平台。不幸的是,制备用于催化研究的金属间合金纳米结构具有一定的挑战性。
电化学二氧化碳还原(CO2RR)技术能够将二氧化碳转化为高附加值的燃料和化学产品。其中,将二氧化碳还原生成甲酸盐(或甲酸)是最经济可行的方式。在目前,二氧化碳向甲酸盐的转化过程仍然受限于电催化剂的反应活性和选择性。
该论文通过简单的电化学置换方法,以金属Cu为母体材料在DMSO溶液中置换Bi3+离子从而在不同形状和尺寸的Cu基母体材料上生长铋烯纳米片阵列(Bi-NAs)。这些纳米片仅有2-3nm厚、表面积大,纳米片之间有丰富的孔隙。该材料应用于电催化CO2制甲酸盐的反应中展现出优异催化活性,法拉第效率高达90%,电流密度高达50 mA cm-2,并且具有良好的催化稳定性。
双氧水(H2O2)是一种绿色、高效氧化剂,被广泛应用于化学合成、造纸、医药等生产、生活的多个领域。随着新冠疫情在世界范围内的持续蔓延,全球市场对于H2O2的需求也大幅增加。目前,H2O2的生产主要依赖传统的蒽醌氧化法。该方法存在高能耗、高成本和高排放等不足,因此,探索新的合成方法,实现在绿色、温和条件下H2O2的制备成为目前研究热点之一。
过氧化氢(H2O2)是一种重要的工业化学品,被广泛应用在生产生活的方方面面。目前绝大部分H2O2都是通过蒽醌氧化的方法得到的,这种方法所需能耗大,生产过程并不环保,而且产生的都是高浓度的H2O2,不利于运输存储。通过二电子路径来电催化还原氧气(2e-ORR)得到H2O2的方法近年来受到了诸多关注。这种方法条件温和、过程可控且绿色环保。
目前的锂离子电池已不能完全满足能量存储所需的性能、成本和可持续发展的目标。多价可充放电池(Mg2+,Ca2+, Zn2+, Al3+)以其原材料储量丰富的优势(图1),成为锂离子电池理想的替代产品。然而,高电荷密度的多价阳离子与主体材料之间具有很强的库伦相互作用,导致扩散动力学缓慢,使其在无机材料晶格内的扩散受限。因此,传统锂离子电池电极材料的优异性能并没有在多价金属离子电池中得到很好的体现。
阐明纳米结构催化剂的结构-性能关系具有重要意义。对催化剂颗粒尺寸的调节不仅会影响到催化剂的表面积,而且会影响催化剂的局部电子结构,从而有效调节催化剂性能。 近日,中科院兰州化物所何林研究员,苏州大学李彦光教授,王璐教授报道了在转化的In2O3纳米晶上独特的、依赖于尺寸的CO2RR选择性。
4月22日,爱思唯尔(Elsevier)正式发布了2020年中国高被引学者(Highly Cited Chinese Researchers)榜单,4023名各学科最具全球影响力的中国学者上榜,其中化学学科高被引学者最多,共358位。其中李彦光教授连续4年入选!
钯(Pd)是唯一能在接近零的过电位下催化电化学CO2还原(CO2RR)成甲酸盐的金属催化剂。不幸的是,其会受到严重副产物痕量CO中毒,并且随着过电位的增加,其稳定性和选择性开始变差。
CO2是一种自然界大量存在的“碳源”化合物, 利用间歇式可再生电能驱动CO2还原使其转化为具有价值的化学品或碳基燃料,有助于实现真正意义上的生态碳循环,是远期最具竞争力的CO2规模化利用技术。近期的经济技术分析表明:与生产乙烯、乙醇、丙醇等高附加值产品相比,利用电化学CO2还原技术生产小分子化学产品(如一氧化碳或甲酸)是目前最具经济可行性的方案。现阶段发展的CO2还原产甲酸(甲酸盐)催化剂主要集中在主族金属(Sn, Bi, In, Pb等)基材料上,但在反应中通常至少需要大于0.6 V的过电位才能实现90