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我校教師在國(guó)際頂級(jí)期刊 Advanced Materials上發(fā)表高水平研究成果

作者:薛希洪    來(lái)源:化學(xué)化工學(xué)院      編輯:郭書君   日期:2022年02月28日 09:35   閱讀:1

新聞網(wǎng)訊 近日,化學(xué)化工學(xué)院丁欣副教授、張立學(xué)教授在電化學(xué)固氮領(lǐng)域取得重大研究進(jìn)展,相關(guān)成果以“Catalytic Kinetics Regulation for Enhanced Electrochemical Nitrogen Oxidation by Ru-Nanoclusters-Coupled Mn3O4Catalysts Decorated with Atomically Dispersed Ru Atoms”為題,在國(guó)際頂級(jí)期刊Advanced MaterialsAdv. Mater., 2022, 2108180)發(fā)表,期刊影響因子30.849。青島大學(xué)為第一完成單位,丁欣副教授、張立學(xué)教授為共同通訊作者,2019級(jí)碩士研究生聶忠芬和青年教師張林林博士為共同第一作者。該工作得到國(guó)家自然科學(xué)基金、山東省泰山學(xué)者青年專家項(xiàng)目等資助。

電化學(xué)催化氮?dú)庋趸铣上跛幔徽J(rèn)為是有可能取代傳統(tǒng)工業(yè)上氨氧化固氮方法的新技術(shù)。然而,由于氮?dú)庋趸退趸狈磻?yīng)間的動(dòng)力學(xué)差異導(dǎo)致副反應(yīng)嚴(yán)重,催化反應(yīng)選擇性和活性較低。針對(duì)這一關(guān)鍵問(wèn)題,本文通過(guò)催化劑的原子尺度精準(zhǔn)設(shè)計(jì),優(yōu)化了催化界面上反應(yīng)供給,實(shí)現(xiàn)了提升催化選擇性和活性的新策略。具體地,本文設(shè)計(jì)合成出單原子Ru摻雜的Mn3O4負(fù)載Ru納米團(tuán)簇的復(fù)合催化劑,通過(guò)Ru團(tuán)簇和Mn3O4的協(xié)同作用活化惰性N2分子,降低反應(yīng)動(dòng)力學(xué)能壘;通過(guò)Ru單原子調(diào)節(jié)電子導(dǎo)出速率;有效調(diào)節(jié)催化界面上的活化N2、*OH和電子導(dǎo)出速率之間的關(guān)系,最終顯著提升催化選擇性和活性。該工作為動(dòng)力學(xué)差異的多步耦合反應(yīng)的電化學(xué)催化劑設(shè)計(jì)提供了新思路。

這也是丁欣副教授、張立學(xué)教授繼在國(guó)際頂級(jí)期刊《德國(guó)應(yīng)用化學(xué)》上報(bào)道首例電催化氮?dú)膺€原和氧化雙功能催化劑(Angew Chem. Int. Ed.2020,27, 10888)后攜手發(fā)表又一標(biāo)志性成果。除此之外,部分成果還發(fā)表在J. Energy Chem., 2021, 57, 627;J. Mater. Chem. A,2021, 9, 4673;Chin. J. Catal.2020, 41, 242;Chem. Commun., 2020, 56, 4228;Chem. Commun., 2020, 77, 11477;Chem. Commun., 2019, 55, 14111等高水平期刊上,在電化學(xué)固氮領(lǐng)域形成了較鮮明的研究特色。


    

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