近日，我?；瘜W(xué)化工學(xué)院王剛副教授在化學(xué)和材料科學(xué)領(lǐng)域國(guó)際頂級(jí)學(xué)術(shù)期刊《Advanced Functional Materials》發(fā)表了研究論文 “The Ni Heteroatom-Induced Electronic Structure Tailoring of Ultrastable Fe3N@NCPs Nanosheets Electrocatalyst for Boosting Alkaline Seawater Electrolysis” 。王剛副教授為第一作者，碩士研究生唐文帥為第二作者，上海交通大學(xué)崔立峰教授和悉尼科技大學(xué)汪國(guó)秀教授為共同通訊作者，河南工業(yè)大學(xué)為第一署名單位。Advanced Functional Materials是化學(xué)和材料科學(xué)領(lǐng)域的國(guó)際頂級(jí)權(quán)威期刊，中科院和JCR雙一區(qū)TOP期刊，最新影響因子為18.5。
相對(duì)于淡水，地球海水資源更為豐富，因此電解海水被認(rèn)為是最有前途的制氫方法。本研究首先利用苯胺和過(guò)硫酸銨合成了PANI聚合物，在負(fù)載過(guò)渡金屬后通過(guò)高溫退火合成了HER/OER雙功能電解海水催化劑Nix-Fe3N@NCPs。將Ni摻雜到Fe3N晶格中，兩者可以產(chǎn)生協(xié)同效應(yīng)，改變Fe3N的電子構(gòu)型，加速其內(nèi)部的電子轉(zhuǎn)移。該催化劑中NPCs封裝納米層的存在不僅提高了導(dǎo)電性和結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性，還有效抑制了海水中Cl-的傳輸和對(duì)電催化活性位點(diǎn)的毒害。在全解模擬海水測(cè)試中，僅需1.72V即可達(dá)到500 mA cm-2的大電流密度，并表現(xiàn)出優(yōu)異的穩(wěn)定性。另外，在零間隙堿性電解槽中，Ni0.10-Fe3N@NCPs電催化劑在1.80V的超低電壓下即可實(shí)現(xiàn) 500 mA cm?2的電流密度并具有1200h的超長(zhǎng)使用壽命。本研究工作為電解海水電催化劑的研究提供了前沿性的探索。
文章插圖（圖片來(lái)源：Adv. Funct. Mater.）
該研究工作得到了國(guó)家自然科學(xué)基金，河南省科技廳科技攻關(guān)，河南工業(yè)大學(xué)青年骨干教師培育計(jì)劃和河南工業(yè)大學(xué)自科創(chuàng)新基金等項(xiàng)目的資助，以及化學(xué)化工學(xué)院功能性有機(jī)高分子材料科研團(tuán)隊(duì)的支持。近年來(lái)，化學(xué)化工學(xué)院高度重視科研平臺(tái)和科研團(tuán)隊(duì)建設(shè)，致力于為師生提供良好的科研環(huán)境和資源支持，推動(dòng)團(tuán)隊(duì)間的合作與交流。該成果有利于提升我校在電解海水領(lǐng)域的學(xué)術(shù)影響力，為推動(dòng)我?！半p一流”創(chuàng)建做出貢獻(xiàn)。
文章鏈接：https://doi.org/10.1002/adfm.202404470
