催化剂
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ACS Nano: 用于电化学还原氮为氨的石墨烯衍生物的合理设计
将氮转化为氨为生产肥料前体和高效能源载体提供了一种可持续且环保的方法。由于能量密度大和重量氢含量高,NH3 被认为是合适的下一代能量载体和液体燃料。然而,氮还原反应(NRR)生产氨的效率低、速度慢是目前的瓶颈,无法使其成为传统的 Haber-Bosch 氨生产工艺的替代方案。催化剂(包括光电催化剂和电催化剂)的合理设计和工程是提高NRR效率和充分发挥其性能的关键挑战。
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华东师大宋也男/孙卓《ACS AMI》:缺陷石墨烯薄膜用于臭氧催化氧化水中新诺明降解机理研究
石墨烯薄膜中的缺陷可以作为活性催化位点,但是对于其本征缺陷种类及对应的催化性能分析还需要深入的机理研究。课题组通过CVD石墨烯制备单层原子薄膜,并后处理制备缺陷石墨烯薄膜,简单有效的通过控制缺陷种类来提高其臭氧催化氧化性能,该技术非常具有产业化前景。
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Nano Energy:石墨烯量子点设计的磷化镍钴复合材料用作高效全解水双功能催化剂
基于此,南洋理工大学陈鹏教授合成了一种由负载在钛网 (TiM)上的三元镍钴磷化物(NiCo2P2)和GQDs组成的异质复合材料(NCP/G NSs),可作为全解水的高性能双功能电催化剂,仅需119 mV的HER过电位即可达到100 mA cm-2的电流密度,创下历史新低。在碱性介质中,电流密度为10 mA cm-2时,全解水的工作电压为1.61 V,优于当前工业标准Pt/C-RuO2(1.73V)。
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Chemical Engineering Journal:N掺杂石墨烯量子点/Ni(Fe)OxHy 电催化剂加快OER反应速率
华东理工大学胡彦杰课题组构建了一类新型电催化剂,以柠檬酸铵为原料,通过水热法将N掺杂的石墨烯量子点(NGQDs)强耦合在Ni(Fe)OxHy纳米片阵列上。表面化学状态分析表明,NGQDs通过M-N-C键固定在Ni(Fe)OxHy上,这导致电子发生强烈的相互作用,产生更多的高价金属(Ni3+和Fe3+),这些高活性金属中心位点可以有效地促进OER过程中的羟基化转变,从而极大程度地改善OER动力学。
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陈建毅研究员、董际臣研究员、刘云圻院士,Angew观点:近平衡生长化学稳定的共价有机框架-还原氧化石墨烯杂化材料用于催化析氢反应
本篇通过近平衡液相生长法,在非常低的单体浓度下,通过邻二胺和邻二酮之间的自发缩聚,合成了化学稳定的吡嗪融合的二维BPT-COF 和PT-COF材料。该方法允许组装COFs和COF-GO杂化材料,并通过真空过滤方法,在任意基底上组装均匀的导电膜。
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“铠甲催化”实现室温CO高效氧化
近日,中科院大连化学物理研究所研究员邓德会团队在“铠甲催化”研究方面取得新进展,该团队创新地将铂(Pt)纳米颗粒负载在石墨烯封装的镍化钴(CoNi)铠甲催化剂(Pt|CoNi)上,利用CoNi的电子穿透效应对Pt—石墨烯界面处的电子结构精确调控,实现了室温下一氧化碳(CO)的高效氧化。相关研究成果发表在《自然—通讯》上。
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Angew:用于析氢反应的化学稳定的共价有机骨架-氧化石墨烯杂化材料的近平衡生长
该过程是通过邻二胺和邻二酮之间的自发缩聚来实现,并且在很低的单体浓度下是由COF结构域的不平衡增长驱动。该方法可以实现COFs和COF-GO杂化材料的原位组装,并通过真空过滤在任意衬底上形成均匀的导电膜。
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IIT-G团队开发了一种具有成本效益的替代品,用于拆分水分子来利用氢气
印度古瓦哈提技术学院的科学家团队开发了非贵金属催化剂,这些催化剂与将水分解成PEC电池的贵金属一样好。印度古瓦哈提技术学院化学系教授Mohammad Qureshi博士说,我们开发了一种三元催化剂,由钴锡分层双氢氧化物(LDH)和钒酸铋组成,形成带有石墨烯桥的p-n结半导体,并表明催化剂作为光阳极时,能够轻松劈开水产生氢和氧气。
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成会明院士AM综述:石墨烯负载的原子分散金属作为双功能催化剂用于基于转化反应的下一代电池的研究进展
石墨烯或类石墨烯碳负载的原子分散金属催化剂(G-ADMC)已被证明在各种电催化反应中表现出优异的活性,是很有前途的候选催化剂。与仅在一个方向上需要高活性的用于催化的G-ADMC不同,用于可充电电池的G-ADMC应该在放电和充电方面均可提供高活性。
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AFM:氧化石墨烯上的低配位Co-N-C用于高效电催化H2O2合成
近日,湖南大学费慧龙教授,广西大学赵双良教授报道了利用超快加热技术同时调节Co-N-C催化剂的配位数和周围的氧官能团,制备了一种高活性、高选择性的H2O2电合成催化剂。
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意大利帕多瓦大学Nat Catal.:可视化金属-石墨烯界面析氢反应
意大利帕多瓦大学Stefano Agnoli教授团队以原子尺度的精度绘制了石墨烯-铁界面的电化学活性,并确定了被困在碳空位和台阶边缘弯曲石墨烯区域内的单个铁原子异常活跃。密度泛函理论计算证实了实验获得的活性顺序。这项工作举例说明了电化学扫描隧道显微镜的潜力,它是唯一一种能够在电化学操作条件下确定原子上定义良好的位置的原子结构和相对催化性能的技术,并为基于廉价和低成本的新型催化剂的设计提供了详细的理论基础大量的金属,如铁。
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南开大学《EEM》:有缺陷/掺杂石墨烯基材料作为金属-空气电池的阴极的最新进展
研究总结了缺陷/掺杂石墨烯作为水性或有机MAB中空气阴极的最新进展,这两种MAB实际上是不同的电化学系统,对空气阴极的要求不同。此外,还阐明了石墨烯缺陷/掺杂与电催化机制之间的关系,可为催化剂设计提供指导。未来石墨烯基MAB正极的发展方向。
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中国海洋大学黄明华教授课题组:还原氧化石墨烯负载核壳肖特基异质结双效催化剂用于中性可充电锌-空气电池
本研究采用简单的硫化-热解策略在还原氧化石墨烯上构建了具有核壳结构的Co9S8/Co肖特基异质结纳米颗粒催化剂,实现了快速的电荷转移和传质过程,展示出双功能ORR/OER活性,有望应用于中性可充电锌空气电池中。这项工作不仅为构建具有快速的电子转移和传质过程的双功能ORR/OER催化剂提供了新的见解,同时有助于推动高效稳定且环保的中性可充电锌空气电池的发展。
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上海大学王亮团队连续在Nat. Commun.和Adv. Mater.报道CO2制甲烷系列成果,首次提出并深度追踪一个科学问题
近日,上海大学王亮团队联合国内外合作者,通过表面官能团调控策略合成给电子羟基和胺基官能团功能化的纳米级石墨烯量子点催化剂,其可实现CO2对甲烷的高活性高选择性转化。
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邓德会Nat Commun:电子穿透触发Pt-石墨烯的界面活性用于室温CO氧化
近日,中科院大连化物所邓德会研究员报道了开发了一种独特的来自CoNi纳米颗粒的石墨烯孤立的Pt纳米颗粒(PtǀCoNi),用于在富氧气氛中高效催化CO氧化。