国产三级精品三级在线观看,国产高清无码在线观看,中文字幕日本人妻久久久免费,亚洲精品午夜无码电影网

桃李滿天下!培育「杰青/優(yōu)青/長江」超15人!他,北航「國家杰青/長江特聘」,發(fā)表Angew!

桃李滿天下!培育「杰青/優(yōu)青/長江」超15人!他,北航「國家杰青/長江特聘」,發(fā)表Angew!
成果簡介
在原子尺度上控制一維(1D)材料的合成是納米技術(shù)發(fā)展的一個里程碑,它提供了最大限度地利用原子的潛力,并提高了催化性能。然而,要在如此精細的尺度上實現(xiàn)結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性和耐久性,需要對材料結(jié)構(gòu)和局部化學(xué)環(huán)境進行精確的控制。
基于此,北京航空航天大學(xué)郭林教授和康建新副教授、中國科學(xué)院大學(xué)周武研究員等人報道了通過精確地調(diào)節(jié)配體連接表面Pt原子的遷移率,構(gòu)建了具有無序單原子層狀外殼的Pt亞納米納米線(Pt subNWs)。首先,在溶液中原位生成小分子表面活性劑二甲胺(DMA),促進了新生Pt 納米顆粒的融合及其定向組裝成NWs束。隨后,作者使用表面異化策略,表面結(jié)合的DMA的溶解導(dǎo)致配體連接的Pt原子的去除,減少了NWs的直徑,并在Pt subNWs周圍形成了非晶狀的殼層。
此外,將所制備的Pt subNWs作為電催化劑用于直接甲酸燃料電池(DFAFCs),Pt subNWs表現(xiàn)出優(yōu)異的電催化活性和對甲酸氧化(FAO)的長期穩(wěn)定性,優(yōu)于已報道的所有貴金屬基電催化劑。Pt subNWs的質(zhì)量活性為18.1 A mg-1,比活性為45 mA cm-2,顯著高于對照Pt NWs樣品(2.98 A mg-1和5.96 mA cm-2)和其他最近報道的電催化劑。同時,無序殼有助于提高Pt subNWs的電催化穩(wěn)定性,在長期測試15 h后,活性保持率超過96%。本工作為構(gòu)建具有更高原子利用率、優(yōu)化催化性能和耐用性的subNWs提供了可行的策略。
桃李滿天下!培育「杰青/優(yōu)青/長江」超15人!他,北航「國家杰青/長江特聘」,發(fā)表Angew!
相關(guān)工作以《Sub-nanometer Pt Nanowires with Disordered Shells for Highly Active Elelctrocatalytic Oxidation of Formic Acid》為題發(fā)表在最新一期《Angewandte Chemie International Edition》上。
桃李滿天下!培育「杰青/優(yōu)青/長江」超15人!他,北航「國家杰青/長江特聘」,發(fā)表Angew!
郭林,北京航空航天大學(xué)教授、博士生導(dǎo)師。教育部長江學(xué)者獎勵計劃特聘教授;國家杰出青年基金、國務(wù)院政府特殊津貼、寶鋼優(yōu)秀教師獎獲得者;新世紀百千萬工程國家級人選。教授,博士生導(dǎo)師。教育部長江學(xué)者獎勵計劃特聘教授;國家杰出青年基金、國務(wù)院政府特殊津貼、寶鋼優(yōu)秀教師獎獲得者;新世紀百千萬工程國家級人選。
研究方向集中在納米材料的制備、微結(jié)構(gòu)表征和特性研究方面。研究成果在國內(nèi)外化學(xué)、材料領(lǐng)域重要期刊(如J. Am. Chem. Soc., Adv. Mater.)等上發(fā)表超過300篇SCI收錄論文。他服務(wù)全局,積極推進學(xué)院建設(shè),嘔心瀝血服務(wù)學(xué)院;引育青年千人7名、優(yōu)秀教師39名;培育杰青3人,長江學(xué)者1人,優(yōu)青9人,青年長江學(xué)者2人,青年拔尖人才2人等(信息截止2021年1月)。
圖文解讀
低倍率透射電子顯微鏡(TEM)顯示,Pt subNWs的柔性形態(tài)和超薄直徑,收率幾乎為100%。它們的長寬比約為300,平均直徑為0.74±0.15 nm,證實了它們的亞納米尺度。HAADF-STEM顯示,Pt subNWs具有明顯的晶體面和明顯粗糙的表面。放大后的視圖突出了結(jié)晶Pt核,其特征是由4到5個原子層組成的(110)平面。沿徑向的圖像強度譜顯示,Pt subNWs的晶核寬度為0.58 nm,由4個原子層組成。結(jié)果表明,Pt subNWs的原子結(jié)構(gòu)由包裹著無序單原子Pt原子層的超薄晶核組成。
桃李滿天下!培育「杰青/優(yōu)青/長江」超15人!他,北航「國家杰青/長江特聘」,發(fā)表Angew!
圖1. Pt subNWs的形態(tài)和結(jié)構(gòu)表征
作者采用H2PtCl6、KOH、乙二醇(EG)和N, N-二甲基甲酰胺(DMF)的混合物,在150 ℃下加熱合成了Pt subNWs。此外,在保持該溫度6 h后,形成了直徑約20 nm的電纜狀Pt NWs束,單個NWs直徑約為2 nm。
桃李滿天下!培育「杰青/優(yōu)青/長江」超15人!他,北航「國家杰青/長江特聘」,發(fā)表Angew!
圖2. Pt NW束的生長動力學(xué)
通過分子動力學(xué)(MD)模擬,作者驗證了Pt subNWs的表面異化和形成過程。利用380個Pt原子和120個DMA分子構(gòu)建了結(jié)晶Pt NWs。在加速水分子的攻擊下,表面配體DMA分子溶解到水中,伴隨著由DMA連接的表面Pt原子的部分剝離,導(dǎo)致表面的不飽和配位和剩余Pt原子的隨機重新分布。FT-EXAFS光譜顯示,Pt subNWs的配位數(shù)(CN)明顯低于Pt箔和Pt NWs。FTIR光譜顯示,Pt subNWs中對應(yīng)胺類的有機峰消失。電子能量損失譜(EELS)證實,在表面異化后沒有檢測到氮或氧信號。
作者總結(jié)了Pt subNWs的合成過程:首先,Pt納米顆粒通過溶劑熱合成;然后,將DMA連接的表面Pt原子在高溫下活化,導(dǎo)致初始Pt納米顆粒變形和融合,形成直徑為2 nm的超細Pt NWs。接著,在表面異化過程中,DMA被水去除,導(dǎo)致一些DMA連接的表面Pt原子同步剝落。最后,形成被H2O分子包裹的無序Pt原子的最外層,從而形成具有結(jié)晶-非晶態(tài)核-殼結(jié)構(gòu)的Pt subNWs。
桃李滿天下!培育「杰青/優(yōu)青/長江」超15人!他,北航「國家杰青/長江特聘」,發(fā)表Angew!
圖3. Pt subNWs的形成
Pt subNWs電極的循環(huán)伏安圖(CV)顯示,其ECSA為189 m2 g?1,遠高于Pt NWs(104 m2 g?1)、Pt/C(61.4 m2 g?1)和大多數(shù)最新報道的ECSA。同時,與Pt NWs(2.98 A mg-1)和Pt/C(0.24 A mg-1)相比,Pt subNWs表現(xiàn)出最高的質(zhì)量活性(18.1 A mg-1)。在研究的電位內(nèi),Pt subNWs的質(zhì)量活度是Pt/C的80倍以上,是Pt NWs和Pt NW束的6倍。值得注意的是,Pt subNWs在5000秒后仍保持99%的活性,在50000秒后甚至保持96%的活性。在水中儲存1年后,Pt subNWs仍具有相對較高的結(jié)構(gòu)完整性和催化活性。
通過密度泛函理論(DFT)計算,作者研究了具有非晶態(tài)表面的Pt subNWs的活性穩(wěn)定性。取一部分Pt subNWs作為反應(yīng)底物,置于長度為1.6 nm的模擬盒中。將*COOH和*OCOH等中間體放置在襯底上,并進行幾何優(yōu)化。HCOOH*在晶態(tài)基片和非晶態(tài)基片上的自由能變化(△G)分別為0.299和0.067 eV,表明HCOOH*在非晶態(tài)基片上的吸附是明顯有利的。*OCOH和*COOH在晶態(tài)和非晶態(tài)上的△G分別為0.803、0.295、0.130和0.032 eV,表明*OCOH更有利于在非晶基底上存在。
總之,Gibbs自由能的變化表明,非晶態(tài)結(jié)構(gòu)可顯著降低*OCOH的吸附自由能,導(dǎo)致更多的*OCOH被吸附在非晶表面,從而產(chǎn)生CO2。使用商用Pt/C作為正極催化劑、一系列Pt基催化劑作為負極組裝了DFAFCs。其中,Pt subNWs表現(xiàn)出最高的質(zhì)量功率密度(1.28 W mg-1),分別是Pt NWs(0.85 W mg-1)和Pt/C(0.2 W mg-1)的1.5倍和6.4倍。
桃李滿天下!培育「杰青/優(yōu)青/長江」超15人!他,北航「國家杰青/長江特聘」,發(fā)表Angew!
圖4. Pt subNWs的電催化性能
文獻信息
Sub-nanometer Pt Nanowires with Disordered Shells for Highly Active Elelctrocatalytic Oxidation of Formic Acid. Angew. Chem. Int. Ed., 2024,

原創(chuàng)文章,作者:zhan1,如若轉(zhuǎn)載,請注明來源華算科技,注明出處:http://www.xiubac.cn/index.php/2024/12/19/b1b70ca0dd/

(0)

相關(guān)推薦

高州市| 太保市| 武鸣县| 金塔县| 凤凰县| 双鸭山市| 宣武区| 丹江口市| 大城县| 贡嘎县| 嫩江县| 黑河市| 望奎县| 芷江| 文化| 江口县| 阳江市| 汕头市| 惠安县| 任丘市| 鸡东县| 迁安市| 浏阳市| 筠连县| 新乐市| 县级市| 新泰市| 张家界市| 育儿| 镇雄县| 三江| 盐亭县| 游戏| 陆丰市| 海口市| 新化县| 准格尔旗| 东乡族自治县| 石景山区| 巴塘县| 大洼县|