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【40周年校庆“学术理学”系列报告27】【物理格致论坛第78期】周建清博士学术报告

信息来源:   点击次数:  发布时间:2020-11-16

一、题目:过渡金属催化剂的制备及其催化还原CO2和电解水的性能研究

二、主讲人:周建清

三、时间:20201119日(周四),上午08:50

四、报告方式钉钉在线, 请扫码进群

内容摘要:能源危机和环境问题是社会发展的两大难题。利用可再生太阳能来光催化还原二氧化碳(CO2)产生化学燃料可以同时应对能源危机和全球变暖问题,同时间接利用可再生能源产生的电能来高效电解水产氢也是另一种绿色高效的能源利用方式。贵金属催化剂虽然催化活性优良,但是地球储量少和成本高的特点限制了其应用。而过渡金属催化剂因价廉易得和高催化活性等优点受到了广泛关注。其中氧化亚铜(Cu2O)具有丰富的地球储量、适宜的禁带宽度(2.0 eV)和良好的导带位置,是一种很有前途的可见光CO2还原催化剂。然而,其高的光生电子-空穴复合率和光腐蚀问题严重制约了其光催化性能。[1] 我们采用一种简单的原位制备方法将金属半导体异质结构与一维纳米棒阵列耦合,制备出独特的一维Cu2O@Cu异质结构催化剂具有优异的可见光吸收能力、高的载流子浓度、快速的电荷转移能力和高效的光生载流子分离效率等众多优点,在可见光下该催化剂能有效地将二氧化碳还原为CH4C2H4[2] 另一方面,电解水反应中,四电子的析氧(OER)反应涉及的步骤多且能累高,需要设计一种价廉易得的OER催化剂。其中层状镍铁双金属氢氧化物(NiFe LDH)因其组分高度可调、制备容易和催化活性好等优点而被大量研究,但其少的活性位点数目和低电导率严重限制了其OER性能。[3] 本研究中利用快速的电沉积方法,在导电性好的一维V-Ni3S2纳米棒生长二维NiFe LDH纳米片,成功制备三维核壳结构的V-Ni3S2@NiFe LDH 催化剂。得益于高导电性的V-Ni3S2纳米棒,交错生长的NiFe LDH片提供的丰富活性位点, 以及有利于电解质和气体快速扩散的三维分等级结构,核壳V-Ni3S2@NiFe LDH具有优异的OER活性和稳定性,其全解水器件性能甚至超过Pt//RuO2贵金属电解槽。[4]


主讲人简介:周建清, 华中师范大学物澳门网站纳米科技研究所余颖教授课题组博士。2012年进入华中师范大学化学物理学交叉培养班学习,本科阶段学习认真,成绩优异,期间获得多项奖学金和荣誉称号。2015年成功入华中师范大学选拔尖创新人才培养计划,于2016年获得华中师范大学物理学士学位,此后进入博士阶段学习。截止目前,已经在J. Mater. Chem. ANano Energy.Adv. Energy Mater.等期刊上合作发表SCI论文13篇,其中以第一作者身份发表3篇,其中有两篇影响因子超过10。目前的研究兴趣聚焦于过渡金属材料的制备及其在光电和电催化领域的应用。


参考文献

[1] L. Yu, X. Ba, M. Qiu, Y. Li, L. Shuai, W. Zhang, Z. Ren and Y. Yu, Nano Energy, 2019, 60, 576-582.

[2] J. Zhou, Y. Li, L. Yu, Z. Li, D. Xie, Y. Zhao and Y. Yu, Chem. Eng. J., 2020, 385, 123940.

[3] M. Xu and M. Wei, Adv. Funct. Mater., 2018, 28, 1802943.

[4] J. Zhou, L. Yu, Z. Li, Q. Zhu, C. Huang and Y. Yu, J. Mater. Chem. A, 2019, 7, 18118.


欢迎广大师生积极参加。联系人:应用物理系 徐兴亮