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科学研究

我院钱金杰副教授团队在国际著名刊物Carbon上发表学术论文

发布时间:2022-05-23    来源:化学与材料工程学院    作者:    点击次    [点击关闭]

析氧反应oxygen evolution reactionOER作为一种可以在短时间内生产纯氧的催化反应,是发展一系列能源转换或储存技术的基础。然而4电子转移步骤的发生中间产物的形成导致OER过程复杂且动力学过程缓慢。目前,RuO2IrO2等贵金属基催化剂OER反应活性、选择性和稳定性方面都有突出的表现然而其低储量、高成本的缺陷限制了其工业化应用。因此开发拥有高性能、低成本的过渡金属基材料用于高效OER反应具有重要意义。

 

近日,温州大学钱金杰副研究员等人通过在室温下引入不同二价过渡金属,如CoCl2NiCl2对氢键有机框架(hydrogen-bonded organic frameworkHOF)的结构进行扰动,实现了从块状均苯三羧酸晶体1,3,5-benzentricarboxylic acidBTC线状纤维(Fiber的结构转化。其中Co(II)离子诱导的Co-Fiber在热解后得到具有高石墨化程度的氮掺杂多壁碳纳米管三维复合碳材料Co/NCNT/PC最后,经过磷化处理,钴纳米颗粒在多孔碳层内成功转化为磷化钴得到CoP/NCNT/PC复合材料,并OER反应中表现出优异的过电位、动力学和稳定性。

文章要点:

1、氢键有机框架在结构和形态上发生转变。

2、二价渡金属离子对氢键网络表现出适度的干扰和破坏。

3、HOF衍生的碳包覆的CoP纳米颗粒具有高效的OER催化活性。

该工作提出了一种合理、简便合成低成本、高效CoP/NCNT/PC催化剂的方法,并展示替代贵金属基电催化剂的巨大潜力。同时,也将为HOF衍生碳纳米材料在新能源领域的应用提供新的途径。近日,这一研究结果以“Variable HOF-derived carbon-coated cobalt phosphide for electrocatalytic oxygen evolution”为题发表在《Carbon》,温州大学作为第一通讯单位,化学与材料工程学院2019级硕士研究生郭园园为第一作者,钱金杰副研究员为通讯作者,该工作受到浙江省自然科学基金(G20190007)、云南省本科院校协会专项基础合作研究计划(202101BA070001-042202101BA070001-031)等项目的资助。


参考文献:

Yuanyuan Guo, et al., Variable HOF-derived carbon-coated cobalt phosphide for electrocatalytic oxygen evolution, Carbon, 2022, 196, 457-465.

DOI: 10.1016/j.carbon.2022.05.006

https://doi.org/10.1016/j.carbon.2022.05.006