層狀和異質(zhì)結(jié)構(gòu)Pd/PdWCr片狀組裝納米花作為高活性和穩(wěn)定的甲酸氧化電催化劑First published: 06 September 2020通訊作者：李長(zhǎng)明 張連營(yíng)催化劑在不同器件的高性能電化學(xué)能量轉(zhuǎn)換中起著至關(guān)重要的作用。直接甲酸燃料電池（DFAFCs）在便攜式電子設(shè)備和電動(dòng)汽車(chē)上有著巨大的應(yīng)用潛力，但其甲酸電氧化反應(yīng)動(dòng)力學(xué)相對(duì)較慢，限制了其技術(shù)可行性。鈀(Pd)是FAOR常用的直接脫氫催化劑，但其價(jià)格昂貴，需要進(jìn)一步改進(jìn)。如何在降低Pd用量的同時(shí)顯著提高催化活性，對(duì)于DFAFCs的實(shí)際應(yīng)用至關(guān)重要。同時(shí)，在酸性條件下，Pd極其不穩(wěn)定，因此如何提高Pd催化劑的穩(wěn)定性也是亟待解決的問(wèn)題。近日，西南大學(xué)李長(zhǎng)明教授與青島大學(xué)張連營(yíng)教授等人在國(guó)際頂級(jí)期刊Advanced Functional Materials (影響因子：15.621) 上發(fā)表題為“Layered and Heterostructured Pd/PdWCr Sheet-Assembled Nanoflowers as Highly Active and Stable Electrocatalysts for Formic Acid Oxidation”的研究工作。在這項(xiàng)工作中，在不使用任何額外的表面活性劑的情況下，采用簡(jiǎn)捷的濕化學(xué)方法合成了一種具有多層異質(zhì)結(jié)構(gòu)的Pd/PdWCr納米片花催化劑（L-Pd/PdWCr）。這種獨(dú)特的納米物理結(jié)構(gòu)和Pd的最佳電子結(jié)構(gòu)，為FAOR提供了優(yōu)越的催化活性和優(yōu)異的穩(wěn)定性。要點(diǎn)一：L-Pd/PdWCr在所有已報(bào)道的鈀基電催化劑中，甲酸氧化的起始電位最負(fù)（低達(dá)?0.174V vs SCE），顯示了極高的電催化活性，其催化峰值電流密度比市售Pd/C高4.3倍，穩(wěn)定性更好。要點(diǎn)二：催化增強(qiáng)機(jī)理主要是由于Pd/PdWCr納米片的層狀結(jié)構(gòu)和異質(zhì)結(jié)構(gòu)的協(xié)同作用。W和Cr修飾的Pd/PdWCr異質(zhì)結(jié)構(gòu)以合適的結(jié)合能優(yōu)化Pd的電子結(jié)構(gòu)，降低電荷轉(zhuǎn)移電阻。此外，層狀納米片組裝花提供了易于接近的大表面積和快速的質(zhì)量傳輸路徑。要點(diǎn)三： 高穩(wěn)定性的原因在于層狀結(jié)構(gòu)和交聯(lián)花骨架形成的高度穩(wěn)定結(jié)構(gòu)降低了總自由能，并抑制了W和Cr對(duì)Pd的溶解。Layered and Heterostructured Pd/PdWCr Sheet‐Assembled Nanoflowers as Highly Active and Stable Electrocatalysts for Formic Acid Oxidationhttps://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adfm.202003933功能材料，綠色能源（鋰電池、超級(jí)電容器、燃料電池、太陽(yáng)能電池以及產(chǎn)氫和儲(chǔ)氫），生物傳感器/微流控芯片及其醫(yī)學(xué)診療應(yīng)用。發(fā)表639篇SCI科學(xué)論文, 包括Nature Mater, Nature Energy, JACS, Phys Rev Let, Nanolett, ACS Nano, Adv Mater, Adv Energy Mater, Adv Funct Mater, Environ Energ science等頂尖雜志。并擁有美國(guó)、新加坡和中國(guó)等專(zhuān)利 174項(xiàng)，8 項(xiàng)英文專(zhuān)著，246個(gè)國(guó)際科學(xué)技術(shù)大會(huì)邀請(qǐng)報(bào)告/主題報(bào)告等。SCI 總引用27000多次, 他引25500多次，引用100次以上的文章65篇，H-影響因子: 80。2014、2015、2016、2017、2018年愛(ài)思唯爾命名的全球和中國(guó)材料科學(xué)論文高被引用科學(xué)家。湯森路透（Thomson Reuters）全球材料高被引科學(xué)家和2018 科睿唯安(Clarivate Analytics) 全球交叉學(xué)科高被引科學(xué)家。ESI材料科學(xué)、工程、化學(xué)和生物/生物工程四個(gè)領(lǐng)域“全球前百分之一科學(xué)家”。國(guó)際著名科學(xué)期刊“RSC Advances” 編委，”Nanoscale” ”Nanoscale Advances”（RSC）顧問(wèn)成員和“Joule”（Cell）顧問(wèn)成員。2014年6月于西南大學(xué)潔凈能源與先進(jìn)材料研究院獲得博士學(xué)位，并留校工作。師從美國(guó)醫(yī)學(xué)與生物工程院院士、英國(guó)皇家化學(xué)會(huì)會(huì)士李長(zhǎng)明教授。主要從事新型納米材料和功能復(fù)合材料的設(shè)計(jì)、制備及其在電催化、燃料電池等領(lǐng)域的應(yīng)用。目前以第一作者/通訊作者在《Advanced Energy Materials》、《Nano Energy》等國(guó)際著名期刊上發(fā)表SCI文章20余篇；申請(qǐng)國(guó)際/國(guó)內(nèi)發(fā)明專(zhuān)利7項(xiàng)，其中授權(quán)4項(xiàng)。2016年9月入職青島大學(xué)能源與環(huán)境材料研究院——趙修松教授研究團(tuán)隊(duì)，青島大學(xué)第四層次特聘教授，碩士生導(dǎo)師。3、高效有機(jī)染料吸附劑開(kāi)發(fā)與應(yīng)用
