劉勁剛課題組在“氧分子還原仿生催化劑”領(lǐng)域取得重要進(jìn)展
時(shí)間：2021-04-06 10:48:29學(xué)院：化學(xué)與分子工程學(xué)院學(xué)校：華東理工大學(xué)
近日，化學(xué)學(xué)院劉勁剛教授課題組在“氧分子還原仿生催化劑”研究方面取得重要進(jìn)展，在“德國(guó)應(yīng)用化學(xué)” (Angew. Chem. Int. Ed.)雜志上在線發(fā)表了題為《Covalent Grafting of Carbon Nanotubes with a Biomimetic Heme Model Compound To Enhance Oxygen Reduction Reactions》（碳納米管上共價(jià)嫁接仿生血紅素模型化合物提升氧分子還原反應(yīng)）的研究論文(http://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/anie.201403133/pdf）。
氧分子的活化與還原不管在生命過程中還是在能量轉(zhuǎn)換體系如燃料電池中都是一個(gè)非常重要的化學(xué)反應(yīng)過程，也是人們廣泛研究的熱點(diǎn)課題。該成果基于生物體系中金屬蛋白酶對(duì)氧分子高選擇性的四電子還原過程及高的能量轉(zhuǎn)換效率，將仿生氧分子還原催化劑共價(jià)交聯(lián)到催化劑載體碳納米管上，以結(jié)構(gòu)—性能可控方式制備了高效穩(wěn)定的氧分子還原催化劑。所制備的仿生催化劑的催化活性和穩(wěn)定性在酸、堿性環(huán)境中都表現(xiàn)出大大優(yōu)于現(xiàn)有的商業(yè)貴金屬鉑碳（Pt/C）催化劑。該仿生催化劑對(duì)氧分子還原極化電流的半波電位高于鉑碳（Pt/C）催化劑，是目前氧還原賤金屬催化劑中催化性能最佳的催化劑。論文審稿人認(rèn)為該工作是“remarkable advance”。
現(xiàn)有低溫燃料電池中普遍使用貴金屬鉑碳作為電極催化劑，鉑的稀缺與昂貴很大程度上限制了燃料電池的大規(guī)模推廣應(yīng)用。該成果在燃料電池領(lǐng)域?qū)⒕哂蟹浅V闊的應(yīng)用前景。該成果已申請(qǐng)了中國(guó)發(fā)明專利。
該工作由青年老師韋萍潔博士和于國(guó)強(qiáng)博士生共同完成，得到了國(guó)家自然科學(xué)基金、“東方學(xué)者”人才基金和“浦江人才計(jì)劃”資助。
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