现在是:
 设为首页   加入收藏
 
化学化工学院
 首页 | 学院概况 | 师资队伍 | 人才培养 | 学科科研 | 重点实验室 | 党的建设 | 学生工作 | 招生信息 | 学院新闻 | 通知公告 | 成果展示 
-更多-
 
当前位置: 首页>>学院新闻>>正文
 
陈志敏教授研究团队研究成果在《Small》上发表
2017-12-08 14:06 徐英明  审核人:

20171201日,化学化工与材料学院陈志敏教授科研团队在Wiley出版的《Small》上发表了题为Generalized synthesis of ultrathin cobalt-based nanosheets from metallophthalocyanine-modulated self-assemblies for complementary water electrolysis的研究论文。

化石燃料日趋枯竭,为实现可持续性发展目标,寻找并开发绿色能源和清洁能源设备迫在眉睫。近几年,电催化水分解制氢气作为一种极具前景的新兴能源技术受到了全球科学家的关注,为了推动这项技术的进一步发展,使用高效、稳定且储量丰富的新型电催化剂去替代商业化的贵金属催化剂已成为必然的趋势。在诸多催化剂中,过渡金属基纳米片因其具有较大的比表面积、丰富且可作为活性位点的悬空键和大量的定向电荷传输通道等优点,被视为非常有前景的电催化剂。然而,只有少数具有合适的层状晶体结构的过渡金属基材料,可以通过传统的剥离技术获得相应的纳米片并且产率较低,这极大的限制了该类材料的广泛研究和应用。因此,在纳米材料的研究领域当中,开发出高效通用的策略来制备大面积、超薄的过渡金属基纳米片将会是一个重大的突破。

近期,黑龙江大学陈志敏教授科研团队提出了一种通用且可拓展的新型过渡金属基纳米片的制备方法,有效的解决了上述难题。他们先将金属酞菁(MPcs)均匀、有序的组装到氧化石墨(GO)表面,然后将此前驱体在空气气氛条件下进行热解,成功制备了一系列类石墨烯结构的过渡金属氧化物纳米片(例如:Co3O4纳米片、Fe2O3纳米片、NiO纳米片、MoO3纳米片和它们的混合双金属氧化物纳米片等)。基于MPcsGO之间较强的π-π作用,紧密粒子堆积而成的纳米片可以高效的复制GO的片层褶皱结构,这使得它们能够暴露出更多的活性位点,从而获得更高的催化活性。通过一步简单的低温磷化过程,Co3O4纳米片即可被转化为CoP纳米片在电催化水分解时,Co3O4CoP纳米片能够分别展示出较低的产氧和产氢过电势。在碱性溶液(1.0 M KOH)中对Co3O4CoP纳米片组成的非对称双电极体系进行全解水性能测试,发现在电流密度为10 mA cm-2时,全解水电压仅为1.63 V,并且在长期循环之后依然能够保持稳定的催化性能。该工作提出的合成策略可以用于构建厚度可控的过度金属氧化物纳米片、混合过度金属氧化物纳米片及其相应衍生物,对于发展高性能电催化剂、以及拓宽它们的应用领域具有重要意义。

该项研究得到国家自然科学基金(2157306251002046),黑龙江省留学人员自然科学基金(LC2012C02),黑龙江省高校基本科研业务费黑龙江大学专项资金项目(HDJCCX-201606HDRCCX-2016Z02)和黑龙江大学杰出青年科学基金(JCL201501)的支持。论文第一作者为化学化工与材料学院无机化学专业在读博士研究生吴昊,陈志敏教授和任志宇教授为通讯作者,黑龙江大学为独立完成单位。

Graphene-like Co3O4 and CoP nanosheets (NSs) composed of close-packed nanoparicles synthesized by pyrolyzing cobalt(II) phthalocyanine/ graphene assemblies and subsequent topotactic phosphidation exhibit superior electrocatalytic activitives for water splitting. The developed approach can be extended to fabricate NSs of other metal oxides, such as Fe2O3, NiO, MoO3, and mixed-metal oxides, for various applications.

H. Wu, Z. M. Chen, J. L. Zhang, F. Wu, F. Xiao, S. C. Du, C. Y. He, Y. Q. Wu, Z. Y. Ren, Generalized synthesis of ultrathin cobalt-based nanosheets from metallophthalocyanine-modulated self-assemblies for complementary water electrolysis. Small, 2017, 1702896, DOI:10.1002/smll.201702896.

http://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/smll.201702896/full

关闭窗口
学科科研 | 重点实验 | 学院概况

Copyright © 2015 黑龙江大学化学化工与材料学院  All Rights Reserved
地址:黑龙江省哈尔滨市南岗区学府路74号 联系电话:86608616 邮政编码:150080 技术支持:黑龙江大学信息与网络建设管理中心