李廣教授課題組在三元組份復合多功能催化劑的設計、合成與性能研究方面取得重要進展

              發布時間:2019-06-25作者:訪問量:11

              本網訊(物理與材料科學學院  吳明在)設計和合成具有多重功能的、高循環穩定性的復合催化劑是人們追求的目標。對這類復合材料要求是:比表面積大、結構穩定、成本低廉、電子轉移電阻小和多重電催化性能。近日,我校物理與材料科學學院李廣教授課題組創造性的提出了一種多步轉化法,設計并合成出由還原氧化石墨烯(RGO)封裝的、鑲嵌在N摻雜空心薄殼碳球(NHC)表面的金屬硫化物(NIS)納米片而形成的NHC/NIS/RGO 三明治結構的納米復合材料。研究發現,該復合材料同時兼備上述要求。該納米復合材料在染料敏化太陽能電池(DSSC)、酸性產氫反應(HER)和超級電容器儲能系統(贗電容)中均表現出優異的多功能催化性能:當作為對電極時,DSSC器件的光電轉換效率可達9.3%,比鉑作為對電極的電池8.06%效率高出近1.2%。含有該納米復合材料的超級電容器的比電容為990.6F·g-1。當將該復合材料用作HER的催化電極時,當電流密度為10 mA·cm?2時,過電位僅為?142 mV。這項工作不僅從界面電荷分布的角度揭示了復合物的幾何構型因子的作用,也為新型電極材料在能源器件中的應用提供了豐富的路線圖。

              研究內容以題為“Multi-interface superstructure strategy to improve the catalytic activity and cyclic stability in enhancing the photo conversion in solar cells” 和“Multifunctional sandwich structure with plentiful active sites to achieve electronic transferring modulation and its application in energy storage and conversion”分別發表在催化領域一區Top期刊《Applied Catalysis B: Environmental》(IF= 11.698)上Applied Catalysis B: Environmental 256 (2019) 117857)和工程技術領域一區期刊《Nanoscale Horizons》(IF= 9.39)上(Nanoscale Horizons, 2019, DOI: 10.1039/C9NH00133F)上,我校2019級博士研究生姚吉鑫同學和2017級碩士研究生王雯同學分別為這兩篇論文的第一作者。論文研究工作得到了科技部重點專項課題(2017YFA0403503)、國家自然科學基金項目(11674001)等資助。

               



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