遼寧大學茆卉、宋溪明團隊在氫氧化鎳復合物尿素燃料電池研究方面取得新進展
直接尿素燃料電池（DMFCs）有望應用在能源可持續(xù)發(fā)展和解決水污染等方面。目前常用電催化劑為鉑、釕，但由于其價格昂貴且資源稀缺，限制了DMFCs的商業(yè)化。如果能夠?qū)崿F(xiàn)電催化材料價格來源豐富、價格低廉，解決金屬化合物導電性能、穩(wěn)定性能不佳的缺點，且合成方案簡便，將有效促進DMFCs產(chǎn)業(yè)化進程。
近期，遼寧大學化學院的茆卉和宋溪明研究團隊，利用聚吡咯的亞氨基與鎳離子之間的配合作用，氫氧化鎳納米片及納米粒子可在聚吡咯/氧化石墨烯復合物表面原位生長，得到Ni(OH)2/PPy/GO分級納米結(jié)構(gòu)，并對尿素顯示出良好的電催化性能，有望作為陽極催化劑應用于DMFCs。
功能化聚吡咯/氧化石墨烯及其復合物是該團隊早期開發(fā)的一種二維納米材料，其中，聚合離子液體功能化聚吡咯/氧化石墨烯納米片對多巴胺顯示出良好的檢測性能（Biosensors and Bioelectronics, 2015,70, 289–298;Materials Science & Engineering C-Materials for Biological Applications, 2016,65, 143−150），負載銀納米粒子的聚丙烯酰胺功能化聚吡咯/氧化石墨烯復合物對4-硝基苯酚顯示出很好的催化性能（Applied Surface Science, 2018, 434,522–533）。最近他們用以氯化鎳作為前驅(qū)體,利用簡單的溶液法在60℃條件下將兩種氫氧化鎳納米結(jié)構(gòu)（納米片和納米粒子）固載到聚吡咯/氧化石墨烯納米片表面，得到Ni(OH)2/PPy/GO分級納米結(jié)構(gòu)，其修飾的玻碳修飾電極電子轉(zhuǎn)移速率常數(shù)為2.21 s-1，電活性表面積為116 cm2/mg，并對尿素顯示出良好的電催化性能，尿素擴散系數(shù)為9.2 × 10−10 cm2/s，電氧化尿素的塔菲爾斜率為30.9 mV/dec，具有很好的應用前景，有望作為陽極催化劑應用于DMFCs。這一成果發(fā)表在ACS Sustainable Chemistry & Engineering上，研究生曹振乾為第一作者。通訊作者為茆卉副教授和宋溪明教授。
該論文作者為：Zhenqian Cao, Hui Mao,* Xi Guo, Dayin Sun, Zhijia Sun, Baoxin Wang, Yu Zhang, and Xi-Ming Song*
文章鏈接： https://pubs.acs.org.ccindex.cn/doi/abs/10.1021/acssuschemeng.8b04027
茆卉副教授多年來一直從事功能化導電聚合物微/納米結(jié)構(gòu)的制備與電化學性質(zhì)研究工作，宋溪明教授多年來一直從事離子液體化學以及納米材料和乳液體系的制備、應用方面的研究工作，研究團隊近五年在ACS Applied Materials & Interfaces, Biosensors and Bioelectronics, Materials Science & Engineering C-Materials for Biological Applications, Journal of Materials Chemistry B等國際期刊發(fā)表SCI論文20余篇，研究工作受到同行權(quán)威專家的高度認可。該研究工作受到國家自然科學基金青年基金項目、面上項目等多項基金支持。
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