近日，郑州大学化学与分子工程学院刘仲毅教授、卢思宇博士与吉林大学杨柏教授在碳化聚合物点研究领域取得积极进展。相关研究成果以“Carbon-Quantum-Dots-Loaded Ruthenium Nanoparticles as an Efficient Electrocatalyst for Hydrogen Production in Alkaline Media”为题在国际顶级期刊《Advanced Materials》(影响因子21)上发表。该论文以郑州大学为第一作者单位，博士研究生李卫东、刘源为共同第一作者，刘仲毅教授和卢思宇博士为第一单位通讯作者。
　　目前，电催化制氢通常选用贵金属铂作为催化材料，高成本和低储量是制约该技术走向规模化应用的主要障碍。因此，开发出产氢效率高的廉价、高效电催化剂是催化领域的研究热点。针对这些问题，作者利用碳化聚合物点为构筑基元，设计并合成出一种廉价高效的碳化聚合物点负载金属钌的杂化纳米催化剂。该催化剂中由于碳化聚合物点和金属钌界面处存在电荷转移现象，富集空穴强极性的金属钌部分成为了高活性的催化中心。研究表明，这种新型催化剂在达到10毫安每平方厘米的电流密度下，所需要的过电位仅有10mV（碱性），远远超过铂碳催化剂。同时，该催化剂在循环使用10000次后，催化剂本身没有变化，过电位仅仅提升4 mV。并且碳化聚合物点来自于生物质（树叶），相对于石墨烯和MOF来说，成本非常低，产率可高达21.7％，极易大规模生产。此外催化剂中金属钌的含量仅为3.78％，催化剂成本仅为商业铂碳的0.80％。这一工作对于设计发展基于碳基材料金属纳米晶杂化家族的高性能电化学催化剂有十分积极的意义。
　　该项目依托的河南省绿色催化加重点实验室、河南省绿色增塑剂工程研究中心、河南省绿色催化过程创新型科技团队，先后与省内外的多家企业合作，致力于解决企业技术难题，有望在煤基资源制精细化工品、绿色功能材料、新能源获取和高效利用等方面取得突破。
　　 文章链接： https://doi.org/10.1002/adma.201800676郑州大学版权所有，禁止非法转载！2020-12-04 15:09:44