長(zhǎng)春應(yīng)化所在過(guò)渡金屬磷化物研究方面獲突破性進(jìn)展
材料表界面的設(shè)計(jì)與調(diào)控是催化和分析化學(xué)領(lǐng)域的重要前沿課題之一。?
最近，中科院長(zhǎng)春應(yīng)化所電分析化學(xué)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室孫旭平課題組在過(guò)渡金屬磷化物及陣列的表界面調(diào)控及其在電解水制氫應(yīng)用方面取得了突破性進(jìn)展。該課題組率先采用低溫磷化策略對(duì)金屬氧化物或氫氧化物進(jìn)行轉(zhuǎn)換反應(yīng)，實(shí)現(xiàn)了無(wú)表面活性劑過(guò)渡金屬磷化物納米結(jié)構(gòu)的快速、保形制備，發(fā)展了三維過(guò)渡金屬磷化物納米陣列電極，成功用于高效電解水制氫，并分析探討了催化機(jī)理（圖1）。在Ti片上生長(zhǎng)的FeP納米線陣列展示出與商業(yè)化Pt/C催化劑相媲美的催化活性。相關(guān)研究結(jié)果相繼發(fā)表在Angew. Chem. Int. Ed. 2014, 53, 6710，J. Am. Chem. Soc. 2014, 136, 7587，Angew. Chem. Int. Ed. 2014, 53, 9577，Angew. Chem. Int. Ed. 2014，53, 12855。上述研究工作對(duì)于開(kāi)發(fā)新型、高效、穩(wěn)定的非貴金屬析氫電催化劑具有十分重要意義，為電化學(xué)及譜學(xué)分析提供了結(jié)實(shí)、易于加工的三維界面，有望在未來(lái)用于大規(guī)模電化學(xué)制氫。此外，該課題組還采用程序升溫還原法成功制備了MoP及WP2高效析氫催化劑（Adv. Mater. 2014, 26, 5702；ACS Catal. 2015, 5, 145）。到目前為止，上述論文已有3篇入選ESI數(shù)據(jù)庫(kù)高被引論文，4篇入選ESI數(shù)據(jù)庫(kù)熱點(diǎn)論文。?
同時(shí)，該課題組還創(chuàng)新性地利用過(guò)渡金屬磷化物的H+還原催化特性加速光導(dǎo)電子轉(zhuǎn)移，發(fā)展了CoP納米線新型熒光淬滅劑，實(shí)現(xiàn)快速、高效DNA熒光檢測(cè)（圖2）。本研究結(jié)果發(fā)表在Angew. Chem. Int. Ed. DOI: 10.1002/anie.201501237。該工作在前期系列研究的基礎(chǔ)上，拓展了過(guò)渡金屬磷化物的分析應(yīng)用，突破了富共軛π電子納米傳感界面不能有效利用轉(zhuǎn)移電子提高傳感性能這一難題（Nucleic Acids Res. 2011,?39, e37；Small?2011,?7, 1562； Biosens. Bioelectron. 2011, 27, 167; Chem. Commun. 2011, 47, 961; Chem. Commun.?2011,?47, 2625；?Nanoscale?2011,?3, 967），為基于光導(dǎo)電子轉(zhuǎn)移的熒光淬滅機(jī)制提供了直接證據(jù)，拓寬了視野，并為熒光傳感與能量轉(zhuǎn)換多功能系統(tǒng)集成研究提供了新思路。?
上述工作得到了國(guó)家自然科學(xué)基金、國(guó)家重大科學(xué)研究計(jì)劃等項(xiàng)目的資助。?
(生物納米技術(shù)與功能材料課題組)
圖1 (A) 參與H+電化學(xué)還原反應(yīng)的電子在CoP陣列電極上的轉(zhuǎn)移及傳輸過(guò)程；(B) CoP電催化析氫機(jī)理?
圖2 CoP納米線用于熒光DNA檢測(cè)?
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