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強！30多歲評上杰青！廈大教授3天連發(fā)3篇CNS子刊，累計IF破50！

來源：科學(xué)10分鐘時間：2022-05-15 21:39:05 瀏覽：3730次

今日，來自廈門大學(xué)黃小青教授團隊在Nature Communications上發(fā)表了題為“A top-down strategy for amorphization of hydroxyl compounds for electrocatalytic oxygen evolution”的研究成果。

該研究報道了一種通過氫氧化物的非晶化來制造非晶氧化物的自上而下的策略。

而令人驚訝的，在3月份，黃小青教授的另外兩篇論文在Nature Communications和 Chem上發(fā)表，實現(xiàn)3天內(nèi)連發(fā)3篇CNS子刊，累計IF破50！

Nat Commun：制造非晶化的新策略

近日，廈門大學(xué)黃小青教授，廣東工業(yè)大學(xué)徐勇教授，香港理工大學(xué)黃勃龍教授報道了一種通過氫氧化物的非晶化來制造非晶氧化物的自上而下的策略。

詳細的表征表明，非晶化過程是通過熱處理過程中配位環(huán)境的變化來實現(xiàn)，其中氫氧化物中的M–OH八面體結(jié)構(gòu)隨著M–M配位的消失而演變?yōu)榉蔷а趸镏械腗–O四面體結(jié)構(gòu)。

最佳非晶氧化物（FeCoSn(OH)₆-300）在堿性介質(zhì)中表現(xiàn)出優(yōu)異的析氧反應(yīng)（OER）電催化活性，其TOF值是FeCoSn(OH)₆的39.4倍。進一步，研究人員利用密度泛函理論(DFT)和分子動力學(xué)(MD)模擬研究了其優(yōu)異的OE電催化R性能和非晶化過程。

所報道的用于制造非晶氧化物的自上而下的制造策略可以進一步促進用于催化的非晶材料的基礎(chǔ)研究和實際應(yīng)用。

Chem：提高酸性條件下含碳RuO2電催化劑的活性

析氧反應(yīng)（OER）在能量轉(zhuǎn)換技術(shù)中起著至關(guān)重要的作用。目前，在堿性條件下用于OER的電催化劑已經(jīng)取得了重大進展。相比之下，在酸性條件下開發(fā)穩(wěn)定的OER電催化劑仍然是一個挑戰(zhàn)。

廈門大學(xué)黃小青教授，蘇州大學(xué)邵琪等人通過引入間隙碳，同時提高了RuO2（C-RuO2-RuSe）的穩(wěn)定性和活性。

研究人員通過協(xié)同Se的蒸發(fā)和C的燃燒制備了C-RuO2-RuSe電催化劑。將碳負載的RuSe2空心納米球（RuSe2 HNSs）在300 ℃空氣中加熱5 h和10 h，分別生成C-RuO2-RuSe-5和C-RuO2 RuSe-10。

優(yōu)化后的C-RuO2-RuSe-5表現(xiàn)出較高的OER活性，大大高于商用RuO2。更重要的是，C-RuO2 RuSe-10具有更好的穩(wěn)定性，在電流密度為10、20和50 mA·cm-2的0.5M H2SO4中可持續(xù)50h，是文獻中報道的最穩(wěn)定的酸性O(shè)ER電催化劑之一。

X射線吸收光譜(XAS)表明，間隙C可以拉長Ru-O鍵，從而顯著提高了穩(wěn)定性。理論計算進一步表明，間隙C激活的Ru位可以改善OER性能。

因此，實驗和理論結(jié)果都證明，通過引入間隙C可以穩(wěn)定RuO₂，因此可以作為一種堅固的酸性OER電催化劑。

Science Advances：助力可持續(xù)高效制氫

實現(xiàn)穩(wěn)定、高效的電催化整體水分解是可持續(xù)高效制氫的迫切需要。然而，由于酸性析氧（OER）過程中電催化劑的快速失活，因此仍具有一定挑戰(zhàn)性。

廈門大學(xué)黃小青教授，廣東工業(yè)大學(xué)徐勇開發(fā)了一種單一Pt位點摻雜的RuO2空心納米球（SS Pt-RuO2 HNSs）作為整體酸性水分解的高性能電催化劑，其中C被捕獲在間隙中，而Pt以單一位點的形式取代了部分Ru位。

研究人員以水合肼水溶液為還原劑，水為溶劑，采用水熱法首次合成了PtRuSe HNSs。然后將PtRuSe HNSs加載到VC-X72碳粉上，并將碳負載的PtRuSe HNSs在300 °C的空氣中處理10 h，最終得到SS Pt-RuO₂ HNSs。

實驗結(jié)果顯示，在0.5 M H₂SO₄中，采用SS Pt-RuO₂ HNSs作水分解電催化劑時，達到10、50和100 mA cm^?2的電流密度所需的槽電壓分別為1.49 、1.59和1.65 V，其催化性能已超過大多數(shù)已報道的整體水分解電催化劑。

詳細的表征表明，間隙C的存在可以拉長SsPt-RuO2 HNSs中的RuO和Pt-O鍵，并且SS Pt的引入強烈地影響了RuO₂的電子性質(zhì)。密度泛函理論（DFT）計算表明，含SS-Pt的RuO₂能顯著提高OER活性的穩(wěn)定性并降低其能壘。

本工作不僅為合成摻雜SS-Pt改性的RuO₂提供了一種簡便的策略，而且為實現(xiàn)整體水分解技術(shù)的工業(yè)應(yīng)用提供了新的思路。

帶得好團隊，也踢得好球

而作為80后的黃小青教授，在2016年發(fā)表Science以來，連續(xù)多年深耕貴金屬納米材料的精準(zhǔn)制備及其電、熱、光催化應(yīng)用研究領(lǐng)域，產(chǎn)出了一系列有影響力的學(xué)術(shù)成果。而他本人也在2020年獲得國家杰出青年基金項目。