发布时间:2024-05-21 浏览量: 作者: 来源: 理学院
近日,我校理学院硕士研究生柴瑞麟以第一作者身份在国际顶级期刊《advanced energy materials》上发表了题为《superior oxygen evolution electrocatalyst based on ni-ellagic acid coordination polymer》的研究论文,在电催化储能材料领域取得了重要创新性科研成果。理学院赵倩博士、化工与材料学院李盛华副教授和华北理工大学李光跃教授为共同通讯作者,天津科技大学为第一署名单位,共同通讯单位为华北理工大学。
柴瑞麟,2021年进入天津科技大学理学院攻读化学硕士学位,师从李盛华副教授,其研究领域主要集中于新型低维材料的开发及其电化学领域应用。该生在硕士研究生学习期间,在研究领域持续深耕,创新性地开展项目研究,近三年,已经在国际著名学术期刊发表论文6篇,其中以第一作者身份在adv. energy mater.和acs mater. lett.发表学术研究成果,充分彰显了我校研究生高质量育人成效。
此项研究成果,聚焦传统能源危机和环境保护的热点问题。认为在众多能源中,氢能因其高能量密度和燃烧后的无二次污染特性,被视为未来替代不可再生资源的理想选择。因而认为电解水制氢作为一种环保、清洁的技术,已成为研究的重要方向。电解水过程包含析氢和析氧两个关键半反应。其中,析氧反应(oer)作为技术核心,因其反应过电位较高和动力学缓慢,导致电解水析氢的整体效率受到制约。然而,贵金属催化剂的高昂成本和稀缺性限制了其广泛的工业应用。因此,开发高效的析氧反应催化剂成为当前科研领域的迫切需求。
该课题组研究发现,一维配位聚合物(1d cps)凭借其特殊的结构特点,避免了晶体内部缺陷的存在。这一特性使得一维配位聚合物成为开发电化学催化的理想平台。基于这一发现,该课题组进一步探索更深层次的构效关系。在2021年,他们就成功报道了以金属醋酸盐和2,5-二氨基-1,4-苯二硫酚(dabdt)原料合成的一维配位聚合物。通过实验发现这类m-dabdt cps可以通过金属离子的改变有效地调节orr选择性。
然而考虑到配体的高昂成本,他们将视线转向天然产物,其中鞣花酸(ea)因其低廉的成本和环保可持续性成为关注的焦点。鞣花酸每公斤仅需花费400元,为大规模生产功能材料提供了经济高效的原料来源。本项目利用鞣花酸作为配体,合成一类新型一维配位聚合物。该材料在具有极低成本的同时,也展现出优异的电化学性能,具有低过电势和超低塔菲尔斜率。本项目深入研究一维配位聚合物在电解水析氧领域的应用,为实现高效、环保的能源转换提供有力支持。
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编辑:田珺