多活性位点Pt-M/C-N纳米催化材料的晶面调控、表面掺杂及协同催化机理研究
批准号:
21666023
项目类别:
地区科学基金项目
资助金额:
40.0 万元
负责人:
王勤
依托单位:
学科分类:
B0809.光化学与电化学工程
结题年份:
2020
批准年份:
2016
项目状态:
已结题
项目参与者:
刘宝仓、王艳琴、徐广然、何玉珩、赵琦、闫震、白雪、陈燕茹
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中文摘要
本项目拟设计合成一类新型表面碳氮原位共掺型Pt-M/C-N(M=Fe,Co,Ni,Cu)纳米合金催化材料,通过对其结构、晶面、形貌及表面非金属原位掺杂的调控,构筑表面暴露高指数晶面、含较多活性位点且多组分协同催化的贵金属基纳米合金催化材料,使该材料兼具良好的电催化活性和稳定性。研究将重点开发调控该新型纳米催化材料的结构、形貌、表面掺杂及晶面调控的制备与构筑方法,揭示“晶面-形貌-表面掺杂-催化性能”之间的关系原理,阐明其各活性组分之间的协同催化作用机理。项目将重点解决表面碳氮原位掺杂、杂原子位置及含量变化等对甲醇电氧化和氧还原反应动力学影响的机理问题。研究所开发的新型表面原位碳氮共掺型Pt-M/C-N纳米催化材料将为研究催化材料各活性组分之间的关系原理提供理想的模型,并有望拓展该类杂原子表面掺杂型纳米合金催化材料在能源催化领域的新型应用,为新型高效纳米合金催化材料的设计合成提供新思路。
英文摘要
The project intends to design a new type of carbon and nitrogen co-doped Pt-M/C-N (M = Fe, Co, Ni, Cu) nano-catalytic materials with multi-active sites and high-index facets, which manifest superior electro-catalytic activity and stability towards methanol oxidation and oxygen reduction reactions. By regulating their facets, surface compositions and morphologies, a series of nanocatalysts, which exposed high-index facets and multi-active sites will be synthesized. The project will systemically study the controllable preparation, structure, morphology, surface doping and facet-dependent catalytic performance and applications. The catalytic performance and synergetic catalytic mechanism and the relationship among the facets, morphology and surface doping will also be investigated. The effects of non-metallic atoms surface doping, facets and morphology on methanol electro-oxidation and oxygen reduction reaction will be studied. This novel carbon and nitrogen co-doped catalytic materials will provide an ideal model for investigating synergetic catalytic mechanism and new ideas for the design and synthesis of other surface doped nanocatalytic materials, and is expected to make a breakthrough in fuel cell catalytic efficiency.
本项目设计合成了一系列新型表面杂原子掺杂型Pt-M/C-N纳米合金催化材料,通过对其结构、晶面、形貌及表面非金属原位掺杂的调控,构筑表面暴露高指数晶面、含较多活性位点且多组分协同催化的贵金属基纳米合金催化材料,使该材料兼具良好的电催化活性和稳定性。研究重点开发并调控了该新型纳米催化材料的结构、形貌、表面掺杂及晶面调控的制备与构筑方法,揭示了“晶面-形貌-表面掺杂-催化性能”之间的关系原理,阐明了其各活性组分之间的协同催化作用机理。初步解决了表面杂原子原位掺杂、杂原子含量、缺陷等对甲醇电氧化和氧还原反应动力学等的影响机理。研究所开发的新型纳米催化材料将为研究催化材料各活性组分之间的关系原理提供理想的模型,并有望拓展该类杂原子表面掺杂型、富含金属缺陷的纳米合金催化材料在能源催化领域的新型应用,为新型高效纳米合金催化材料的设计合成提供新思路。
期刊论文列表
专著列表
科研奖励列表
会议论文列表
专利列表
MOF-derived hierarchical 3D bi-doped CoP nanoflower eletrocatalyst for hydrogen evolution reaction in both acidic and alkaline media
MOF衍生的多级3D双掺杂CoP纳米花电催化剂,用于酸性和碱性介质中的析氢反应
DOI:10.1039/c9cc09684a
发表时间:2020-07-18
期刊:CHEMICAL COMMUNICATIONS
影响因子:4.9
作者:Guo, Lei;Bai, Xue;Wang, Qin
通讯作者:Wang, Qin
Interfacial electronic structure and electrocatalytic performance modulation in Cu0.81Ni0.19 nanoflowers by heteroatom doping engineering using ionic liquid dopant
使用离子液体掺杂剂进行杂原子掺杂工程对 Cu0.81Ni0.19 纳米花的界面电子结构和电催化性能调节
DOI:10.1016/j.apsusc.2019.144052
发表时间:2020-01
期刊:Applied Surface Science
影响因子:6.7
作者:Sun Jing;Chen Yan-Ru;Huang Keke;Li Kai;Wang Qin
通讯作者:Wang Qin
Boosting electrocatalysis by heteroatom doping and oxygen vacancies in hierarchical Ni-Co based nitride phosphide hybrid
通过杂原子掺杂和氧空位促进分级 Ni-Co 基氮化物磷化物杂化物的电催化
DOI:10.1016/j.jpowsour.2019.03.036
发表时间:2019-05
期刊:Journal of Power Sources
影响因子:9.2
作者:Shao Zhiyu;Sun Jing;Guo Niankun;He Feng;Huang Keke;Tian Fuli;Wang Qin
通讯作者:Wang Qin
Interfacial Electronic Structure Modulation of Hierarchical Co(OH)F/CuCo2S4 Nanocatalyst for Enhanced Electrocatalysis and Zn-Air Batteries Performances
多级 Co(OH)F/CuCo2S4 纳米催化剂的界面电子结构调节增强电催化和锌空气电池性能
DOI:10.1021/acsami.9b10149
发表时间:2019
期刊:ACS Applied Materials & Interfaces
影响因子:9.5
作者:Sun Jing;Song Tianshan;Shao Zhiyu;Guo Niankun;Huang Keke;He Feng;Wang Qin
通讯作者:Wang Qin
Achieve Superior Electrocatalytic Performance by Surface Copper Vacancy Defects during Electrochemical Etching Process
在电化学蚀刻过程中通过表面铜空位缺陷实现优异的电催化性能
DOI:10.1002/anie.202002394
发表时间:2020-05-12
期刊:ANGEWANDTE CHEMIE-INTERNATIONAL EDITION
影响因子:16.6
作者:Guo, Niankun;Xue, Hui;Wang, Qin
通讯作者:Wang, Qin
稀土及过渡金属碳基氢燃料电池催化剂的设计合成、多尺度限域结构调控与催化机制
- 批准号:--
- 项目类别:--
- 资助金额:255万元
- 批准年份:2022
- 负责人:王勤
- 依托单位:
稀土掺杂修饰的钴基氧化物缺陷调控、表面化学重构及有机物辅助电催化制氢机制研究
- 批准号:U22A20107
- 项目类别:地区科学基金项目
- 资助金额:33万元
- 批准年份:2022
- 负责人:王勤
- 依托单位:
分级结构Fe3O4@Ag@SiO2/BiOX(X=Cl,Br,I)磁性纳米催化剂的控制合成及晶面依赖的可见光催化性能研究
- 批准号:21467019
- 项目类别:地区科学基金项目
- 资助金额:53.0万元
- 批准年份:2014
- 负责人:王勤
- 依托单位:
兼具磁-光-热多功能稀土基复合纳米材料的控制合成、功能修饰及其在癌细胞治疗中的应用基础研究
- 批准号:21201097
- 项目类别:青年科学基金项目
- 资助金额:25.0万元
- 批准年份:2012
- 负责人:王勤
- 依托单位:
国内基金
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