公示公告

我院方峰教授团队在Advanced Materials 上发表最新研究成果

发布时间:2023年07月26日 09时23分

近日,东南大学材料学院方峰教授团队在高性能OER催化剂设计及制备方面取得新进展。相关研究成果Enhancing Oxygen Evolution Reaction Performance in Prussian Blue Analogues: Triple-Play of Metal Exsolution, Hollow Interiors, and Anionic Regulation 发表于国际著名学术期刊Advanced Materials 。这是该团队在前期研究工作(Small 2022, 182203713)基础上的新进展。

普鲁士蓝类似物(Prussian blue analogsPBAs)具有可调的多孔结构、丰富的金属暴露位点和灵活的结构/成分自由度,被认为是极具应用前景的OER催化材料。通过引入多金属主元、阴离子掺杂和形貌构造,如核壳结构、空心结构、金属负载等,可以进一步提高其催化性能,但往往涉及复杂的多步合成路径。因此,如何设计出特殊结构PBAs的简单、高效合成方法,是该领域亟待解决的难题。

针对该问题,通过低温热解前驱体/硒粉混合物,一步合成改性多级普鲁士蓝类似物催化剂。该产物具有独特的Ni负载、空心核壳、硒掺杂特征,在碱性介质中兼具优异OER电催化性能(电流密度10 mA/cm2时过电位为184 mV,优于商用RuO2材料)和稳定性。试验表征(TEM, SEM, EDS, XPS)与密度泛函理论(DFT)计算和分子动力学(MD)相结合,揭示了外壳金属Ni析出的行为与机理,及催化剂的动态重构行为。证实 一石三鸟策略能显著提高普鲁士蓝类似物的本征活性与有效活性面积。本工作对普鲁士蓝类似物及其他MOF材料的成分与结构设计具有借鉴意义。

1.材料合成示意图

2. PBA-Se 350催化剂的OER性能评估

论文第一作者为东南大学材料学院博士生王世琦,方峰教授、南京林业大学霍文燚博士、赫尔辛基大学Pedro教授为论文共同通讯作者。相关工作得到了国家自然科学基金、江苏省自然科学基金等项目的支持。

论文链接:https://doi.org/10.1002/adma.202304494