梁叔全课题组：耦合等离激元共振催化法实现室温高效分解甲酸

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材料科学与工程学院2016级本科生韩磊，在梁叔全教授、王梁炳特聘教授的指导下，以第一作者在国际著名SCI期刊《Advanced Science》（影响因子：15.804）发表题为“Anchoring Pt Single Atoms on Te Nanowires for Plasmon-Enhanced Dehydrogenation of Formic Acid at Room Temperature”的研究论文。中南大学梁叔全教授、王梁炳特聘教授和中国科学技术大学郑旭升副教授为论文共同通讯作者，韩磊同学为第一作者，中南大学为第一单位。

甲酸是一种可循环、无毒、安全、廉价的大宗化学品，也是氢能源的优良液相载体，其氢含量高达4.4wt%。在催化剂作用下，甲酸可以发生分解反应释放出氢气和二氧化碳。因此，甲酸在清洁能源和新能源汽车领域受到全球的广泛关注。但是，甲酸的催化分解往往需要在较高温度下进行，如何在室温下实现其分解转化一直是国内外研究的难点。本论文创新性地采用耦合等离激元共振催化法实现室温高效分解甲酸，通过负载在Te纳米线的Pt单原子催化甲酸在室温下高效产氢，转化频率达到了3070 h-1，氢气选择性100%。研究进一步发现，单原子催化剂等离激元共振催化过程中热电子转移机制占主导，这种热电子转移机制可以在室温下明显促进HCOO*物种转变为CO2δ-*这一关键步骤的反应速率，从而促进甲酸室温下高效产氢。该研究将单原子催化和等离激元共振催化有机结合在一起，提供了提高单原子催化性能的新思路。

（图为单原子催化耦合等离激元共振室温高效分解甲酸）

相关工作得到了国家自然科学基金、湖湘高层次人才聚集工程、湖南省优秀青年基金、中南大学创新驱动计划和中南大学科研启动资金的大力支持。韩磊同学以此工作为基础参加了2019年度中南大学创新创业年会并获奖，将于10月代表学校参加第十二届全国大学生创新创业年会。

论文链接：https://onlinelibrary.wiley.com/doi/pdf/10.1002/advs.201900006

梁叔全，二级教授，中南大学材料科学与工程学院院长，在国家自然科学基金计划、863计划、973计划等支持资助下，从事材料的合成、结构分析与性能研究。相关研究成果发表高水平论文100余篇，其中包括国际著名权威学术刊物：Energy & environmental science，Advanced Energy Materials等，申请专利10余项。科研获国家科技进步二等奖1项、部级科技进步一等奖1项、省级科技进步二等奖1项。专著《粉末注射成型流变学》获第五届国家图书奖提名奖、第十届全国优秀科技图书奖二等奖。

王梁炳，中南大学材料科学与工程学院特聘教授，博士生导师，兼任湖南省可再生能源协会理事。2009年9月至2013年6月在中国科技大学化学系学习，获理学学士学位。2013年9月至2017年11月为中国科技大学微尺度物质科学国家实验室硕博连读研究生，获理学博士学位。主要研究方向为有色金属催化，以及小分子的高效活化转化。迄今为止，以通讯/第一作者身份共发表高质量论文16篇，其中包括1篇Nature Energy、1篇Nature Nanotechnol.、1篇Nature Commun.、1篇Chem、1篇iScience、2篇J. Am. Chem. Soc.、2篇Angew. Chem. Int. Ed.、2篇Nano Lett.和1篇Adv. Sci.。此外，成功申请10项中国专利，获得研究生和博士生国家奖学金、中科院院长奖、宝钢优秀学生特等奖、中科院朱李月华优秀博士奖学金、牛津仪器“明日之星”奖学金、首届中国科技大学校十佳“六有”青年等奖励。通过国家自然科学基金委的选拨，入选并参加第67届林岛诺贝尔奖获得者大会。主持国家自然科学基金、湖南省科技厅湖湘高层次人才聚集工程、湖南省优青、中南大学创新驱动项目、中南大学启动资金、浙江新和成股份有限公司横向课题等项目。

郑旭升，中国科学技术大学国家同步辐射实验室副教授，硕士生导师，合肥光源“光电子能谱线站”负责人。2008年在中国科技大学高分子化学系获学士学位。2013年在中国科技大学国家同步辐射实验室获博士学位。2013年7月至今在中国科学技术大学国家同步辐射实验室留校工作，主要研究方向为利用非原位/原位同步辐射方法研究能源材料的催化机理和反应机制，包括依托软X射线的SRPES/XANES准原位技术研究多相催化的反应催化路径；依托硬X射线的XAFS原位技术研究电催化及光催化过程的活性中心结构变化等。迄今为止，以（共同）通讯/第一作者身份共发表高质量论文16篇，其中包括1篇Nature Energy、1篇Nature Commun.、3篇Angew. Chem. Int. Ed.、1篇Nano Energy和1篇Adv. Sci.。主持国家自然科学基金面上项目、青年项目、教育部“重点方向”培育基金，并作为主要成员参与国家自然科学基金重点项目、科技部“国家重点研发计划”等。此外，个人负责的合肥光源“光电子能谱站”自2016年以来，每年在Nature、Nature子刊、Science Advance、J. Am. Chem. Soc.、Angew. Chem. Int. Ed、Adv. Mater.等学术杂志发表论文百余篇，线站产出与国际一流同类线站相当，获得用户广泛好评。