化学化工学院贾鑫教授团队在材料科学领域top期刊发表最新研究成果-太阳集团7237网站

化学化工学院贾鑫教授团队在材料科学领域top期刊发表最新研究成果

   近日，化学化工学院贾鑫教授团队在聚多酚衍生碳基单原子催化剂设计方面取得新进展。相关研究成果以“atomically dispersed fe/n₄ and ni/n₄ sites on separate-sides of porous carbon nanosheets with janus structure for selective oxygen electrocatalysis（具有janus结构的fe/n₄和ni/n₄位点原子级分散在多孔碳纳米片的两侧用于选择性氧电催化）”为题，发表在国际著名期刊small期刊上（中科院一区，if=15.153，top期刊）。

该研究以石墨相氮化碳（g-c₃n₄）为模板，通过层层组装法构建了一种将fe和ni金属分隔在碳层两面的janus结构单原子催化剂（feni_jns/nc）。feni_jns/nc催化剂的fe单原子一侧是orr的主要活性位点，ni单原子一侧是oer的主要活性位点。与已有报道的两个单原子位点都共存于碳层的dacs不同，feni_jns/nc能够通过分离fe/n₄和ni/n₄活性位点来平衡orr和oer的限制速率步骤之间的竞争，提高催化剂orr和oer活性和稳定性。超薄的碳层结构可以充分暴露活性中心，缩短传质过程。feni_jns/nc催化剂的半波电位为0.92 v，oer在j=10 ma/cm²下的过电位为440 mv。feni_jns/nc催化剂为空气阴极组装成的液流锌空电池具有较好的开路电压(1.52 v)、比容量(742.06 mah gzn⁻¹)和长期充放电循环稳定性(∼140 h)。此外，其组装成的固态锌空电池具有优异的柔性和稳定性。该工作为设计新型janus双金属催化剂，理解双金属催化反应机制提供了新的思路。

团队长期从事于多酚聚合方面的研究，报道了多酚可在有机溶剂中聚合（macromol. rapid commun. 2018, 1800160）和高温下发生热缩合聚合（advanced materials interfaces 2018, 1800303）。在此基础上，结合多酚与金属络合和热聚机理，建立了通过聚多酚构筑碳材料制备单原子催化剂的新途径。相关研究发表在材料科学领域top期刊journal of materials chemistry a, 2021, 9, 10110-10119（当期封面，if=14.511）和journal of materials chemistry a, 2021, 9, 22643-22652上。

上述工作的第一作者为化学化工学院教师刘兴欢，通讯作者为化学化工学院贾鑫教授，第一完成单位为石河子大学化学化工学院、化工绿色过程兵团重点实验室。研究工作获得了国家自然科学基金（u1703351, 52073179, 52273209, 51663021）和高等学校学科创新引智计划（d20018）等的资助和支持。