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原位红外Adv. Mater.,层间水活化构筑双通道OER,实现高效海水电解!
DOI:10.1002/adma.74631全文速览海水电解制氢是实现绿色氢能可持续生产的重要路径,但阳极析氧反应(OER)动力学迟缓和氯离子腐蚀问题严重制约其规模化应用。本研究提出硫刻蚀诱导定向重构策略,在CoFe-LDH层状双氢氧化物中同时激活层间水氧化通道和表面AEM通道,形成双通道OER机制。所得S-CF-nH₂O催化剂在碱性海水中1Acm⁻²下过电位仅370mV,稳定性超12000小时;组装电解槽在600mAcm⁻²下稳定运行10000小时,产氧选择性近100%。原...
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焦耳加热助力构筑Ru-Co双位点耦合Ru亚纳米颗粒,界面水重构加速氧还原
【用户成果】北京化工大学孙晓明/李加展团队Angew:焦耳加热助力构筑Ru-Co双位点耦合Ru亚纳米颗粒,界面水重构加速氧还原DOI:10.1002/anie.2299436全文速览氧还原反应(ORR)涉及多步质子-电子转移,动力学瓶颈制约燃料电池与金属-空气电池发展。北京化工大学孙晓明、李加展团队通过“选择性刻蚀+共限域吸附”结合焦耳热处理,精准构建了Ru‑Co双原子位点与Ru亚纳米颗粒(~1.1nm)共存的复合催化剂CoRu/RuNPs。该催化剂在碱性介质中半波电位达0....
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原位红外漫反射助力限域催化,温和条件下COₓ高选择性加氢制甲醇与烃类
【用户成果】南京大学丁维平团队Nat.Commun.,原位红外漫反射助力限域催化,温和条件下COₓ高选择性加氢制甲醇与烃类DOI:10.1038/s41467-023-36259-9全文速览CO₂/CO加氢制备甲醇或低碳烃是碳资源化利用的重要方向,但现有催化剂面临低温活性差、选择性低、易失活等挑战。本研究报告了一种ZSM-5分子筛限域的[Mo₃S₄]ⁿ⁺团簇催化剂(Mo₃S₄@NaZSM-5),在180℃、4MPa的温和条件下,CO₂加氢制甲醇选择性98%,CO₂转化率10....
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原位红外漫反射ACB,助力MoSₓ@HSSZ-39双功能催化剂,高效选择性转化COₓ
【用户成果】南京大学丁维平教授团队ACB,原位红外漫反射助力MoSₓ@HSSZ-39双功能催化剂,高效选择性转化COₓDOI:10.1016/j.apcatb.2024.123936全文速览将CO₂/CO加氢转化为高值低碳烃(C₂–₄)是实现碳资源循环利用的重要途径,但传统催化剂存在产物选择性低、稳定性差等问题。本研究报告了一种高性能双功能催化剂MoSₓ@HSSZ‑39,通过将MoSₓ团簇封装于HSSZ‑39分子筛笼内,构建了紧密耦合的活性位点:MoSₓ团簇负责将COₓ加氢为...
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原位红外漫反射Green Chem.,助力烯烃电催化氧化/酰胺化高选择性切换
【用户成果】南京大学丁维平教授团队GreenChem.,原位红外漫反射助力烯烃电催化氧化/酰胺化高选择性切换DOI:10.1039/d5gc07050c全文速览烯烃官能团化是合成高附加值化学品的重要途径,但传统方法常依赖化学氧化剂或强酸,且多组分体系中反应路径难以控制。本研究报告了一种非对称电解质电化学策略,通过设计H型电解池中阳极与阴极的溶剂组成差异(阳极无水乙腈、阴极含计量水),精准调控环己烯电氧化生成的碳正离子中间体的后续反应路径。在传统对称电解质中,碳正离子优先与水反...
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焦耳加热AFM,助力熵稳定界面耦合+木通道限域,破解水氧化“活性-稳定性”
第一作者:王耀星通讯作者:甘文涛,包文慧通讯单位:东北林业大学生物质材料科学与技术教育部重点实验室导语电解水制氢的工业化进程,长期受困于阳极析氧反应(OER)的缓慢动力学和对贵金属(铱、钌)的依赖。镍铁层状双氢氧化物(NiFeLDH)虽被视为非贵金属催化剂的有力候选,但在高电流密度下,电子传输迟滞和中间体吸附不足导致性能失衡。激活晶格氧机制(LOM)被认为是突破传统吸附演化机制(AEM)理论极限的有效途径,但如何在保持结构稳定的前提下高效激活晶格氧,始终是横亘在研究者面前的难...
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焦耳加热AFM,焦耳加热秒造HEA-Mo₂C异相催化剂,实现高效碱性海水电解
DOI:10.1002/adfm.202517862全文概述本文通过超快焦耳加热技术成功合成Janus结构的高熵合金-碳化钼异相催化剂(HEA-Mo₂C),并在碱性海水电解中展现出优异的析氧反应活性和抗氯离子腐蚀性能。该催化剂在运行过程中通过动态界面重构形成MoO₄²⁻保护层,有效排斥Cl⁻侵蚀,提升选择性与稳定性。在AEMWE电解槽中,该催化剂在1Acm⁻²下仅需1.96V电压,并在500mAcm⁻²下稳定运行超过1000小时,展现出工业级应用潜力。文章亮点(1)创新结构设...
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中科大谢毅院士团队Angew,秒级焦耳热辅助重整PET废料,近100%碳资源高值化
DOI:10.1002/anie.1688371全文速览聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)的回收长期面临产品价值低、处理规模小、反应时间长、碳转化不完整等挑战。本研究开发了一种大规模、超快焦耳热辅助重整策略,将10gPET废料与金属氧化物(ZnO、Cu₂O、FeO)的简单物理混合物在数秒内实现近100%碳资源高值化。超过30%的碳转化为单金属原子氧化物簇负载的还原氧化石墨烯(M₁Oₓ/rGO)纳米片,其余碳转化为高价值合成气(CO/H₂)和芳香族化合物(苯等)。以ZnO+PET体...
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原位红外ATR助力Cuδ+位点的界面稳定化,用于持久电化学还原硝酸盐制氨
DOI:10.1021/acsami.6c01906全文速览南京工业大学刘文静副教授团队通过设计一种具有可调界面相互作用的氧化铈负载氧化铜催化剂(Cuδ+O/CeO2),成功解决了铜基材料在电化学硝酸盐还原制氨过程中的结构不稳定问题。研究发现,Cu−O−Ce键的形成有效稳定了富电子Cuδ+物种,促进了活性*H的生成,抑制了副产物NO2-的积累,并加速了关键中间体的加氢过程。优化后的10Cuδ+O/CeO₂催化剂在−1.2V(vsRHE)条件下表现出6.14±0....
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焦耳热JCIS,MOFs衍生CuNi合金蜂窝碳,焦耳热驱动高效电催化硝酸盐还原制氨
DOI:10.1016/j.jcis.2026.140490全文速览电催化硝酸盐还原(NO₃RR)是将污染物转化为高值氨的绿色路线,但在中性低浓度条件下,竞争性析氢反应、加氢效率不足和硝酸盐传质缓慢限制了其性能。本研究通过快速焦耳热法将MOFs前驱体转化为三维蜂窝状碳负载的CuNi合金纳米颗粒(Cu₀.₈₁Ni₀.₁₉‑JH)。Cu与Ni的协同效应使催化剂在‑0.75V(vs.RHE)下氨产率高达5.24mgh⁻¹cm⁻²,法拉第效率86.90%。原位红外光谱和实验证明:Cu...
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原位红外Adv. Mater.,助力层间水活化构筑双通道OER,实现高效海水电解!
DOI:10.1002/adma.74631全文速览海水电解制氢是实现绿色氢能可持续生产的重要路径,但阳极析氧反应(OER)动力学迟缓和氯离子腐蚀问题严重制约其规模化应用。本研究提出硫刻蚀诱导定向重构策略,在CoFe-LDH层状双氢氧化物中同时激活层间水氧化通道和表面AEM通道,形成双通道OER机制。所得S-CF·nH2O催化剂在碱性海水中1Acm−2下过电位仅370mV,稳定性超12000小时;组装电解槽在600mAcm−2下稳定运行10000小时,产氧选择性近100%。原...
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原位红外ATR助力在气体扩散电极上原位接枝钴酞菁,实现安培级CO₂还原
南京大学李朝升团队NC,原位红外ATR反应池助力在气体扩散电极上原位接枝钴酞菁,实现安培级CO2还原DOI:10.1038/s41467-025-66808-3全文速览将分子催化剂共价接枝到气体扩散电极(GDE)上,是解决CO₂电解过程中催化剂团聚、脱落和导电性差等问题的理想策略。然而,传统方法要求分子催化剂必须预先带有特殊官能团,这极大限制了其普适性。本研究以原始钴酞菁(CoPc)为模型催化剂,提出聚吡咯(ppy)介导的电聚合策略,在室温下通过稳健的C–C键直接将原始CoP...
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