赵勇课题组在Journal of Catalysis报道自组装方法构建Fe-Nx/C氧还原催化剂的研究进展

tuibu56

近期，赵勇课题组通过自组装技术，构筑了具有高浓度金属位点和催化活性的纳米线结构碳基电催化剂，相关成果以“Self-assembly Induced Metal Ionic-Polymer Derived Fe-Nx/C Nanowire as Oxygen Reduction Reaction Electrocatalysts”为题，在国际学术期刊Journal of Catalysis(影响因子=7.88)上发表。
       金属/氮共掺杂碳（M-Nx/C）材料在能量转换装置和有机物合成中的电化学/化学反应显示出良好的催化活性。然而，M-Nx/C材料的制备涉及高温热解步骤，在此过程不仅会产生M-Nx活性位点，还会产生较多非活性金属基团聚物。此外，具有特定纳米结构的M-Nx/C材料的合成受到前驱物原始纳米结构的限制，而难以实现控制合成。因此，如何制备具有高密度M-Nx位点和特定纳米结构的M-Nx/C材料仍然是催化领域的挑战。

自组装诱导金属离子聚合物制备M-Nx/C催化剂合成示意图

       在该研究工作中，赵勇课题组报道了一种“自组装诱导金属离子聚合物”制备M-Nx/C催化材料的策略。该方法不仅可以通过抑制热解过程中金属聚集而优先生成M-Nx位点，而且还可以产生不同纳米结构M-Nx/C催化材料。以制备Fe-Nx/C为例，将[Fe(CN)6]4-•{[(C6H4-NH3)2]2}4+化合物自组装得到的纳米片为前体材料，通过控制氧化聚合温度，实现了金属离子聚合物纳米线和纳米颗粒的精准合成。以其为前体，分别制备了具有高浓度单金属原子的Fe-Nx/C纳米线和纳米颗粒催化材料。研究表明，Fe-Nx/C纳米线在酸性和碱性介质中均具有出色的氧还原反应催化活性。该研究工作为制备具有特殊形貌和高活性的M-Nx/C催化剂提供了新的思路。

       特种功能材料实验室博士生朱雪冰为论文第一作者，赵勇博士为论文通讯作者。本工作得到了中组部、国家自然科学基金委、河南省科技厅、河南省教育厅和河南大学的大力支持。
        论文链接：https://www.sciencedirect.com/sc ... i/S0021951720303274


        文章来源：河南大学
         赵勇，1980年6月生，博士，教授。1999-2003年，西北农林科技大学应用化学本科；2003-2008年，中国科学院化学研究所物理化学博士研究生（导师：江 雷 教授）；2008-2015年，日本东京大学工学院应用化学系博士后（合作导师：Kazuhito Hashimoto（桥本和仁）教授）；2016年-至今，河南大学特种功能材料教育部重点实验室“攀登计划”特聘教授。目前的主要研究方向是电极功能材料的多尺度结构调控及其在能源转换器件中的应用。在Chem. Soc. Rev.、Nat. Commun.、J. Am. Chem. Soc.、Angew. Chem. Int. Ed.、Adv. Funct. Mater.、等学术期刊上发表SCI论文二十余篇，授权国际发明专利2项。