【48812】根据电子离域与离子离域的协同效果调控银掺杂硒化钴纳米带的导电性

　　中国科学技术大学合肥微标准物质科学国家实验室和化学与资料科学学院曾杰教授课题组长期以来重视纳米催化剂的结构规划与电催化功能研讨，并获得了一系列开展。近来，曾杰教授课题组与美国Akron大学彭振猛教授协作，在高效电解水析氧催化剂的导电性调控方面获得重要开展。研讨人员根据电子离域与离子离域的协同效果调控银掺杂硒化钴纳米带的导电性，以此来完成高效电解水析氧。该效果以“EngineeringtheElectricalConductivityofLamellarSilver-DopedCobalt(II)SelenideNanobeltsforEnhancedOxygenEvolution”为题，宣布在《德国使用化学》杂志上（.Ed.2017,56,328），论文的榜首作者是博士生赵旭。

　　面对现在传统化石动力消耗及其引起的环境污染问题，新式可再次出产的动力益发遭到重视。氢动力作为一类新式清洁动力，在处理人类面对的动力与环境问题范畴具有巨大优势。电解水作为氢气来历的有效途径，其反响进程首要受制于阳极水电解析氧反响较高的过电势。为下降反响壁垒，各类催化剂被用于析氧反响进程中。尽管一些贵金属氧化物催化剂如氧化铱和氧化钌纳米颗粒展现出高效的催化功能，但昂扬的本钱与匮乏储量限制其使用。为处理这一问题，以非贵金属资料规划用于电解水阳极析氧反响的纳米催化剂遭到广泛重视。而在催化电解水过程中，催化剂本身的导电性将对催化功能发生重要影响。催化剂本身杰出的导电功能够消除在电催化反响中催化剂-电解质界面处和催化剂-电极界面处的肖特基能垒，保证高效的能量改变功率。因而，针对非贵金属纳米催化剂的导电性调控可为规划高效电解水析氧反响催化剂供给重要途径。

　　为此，研讨人员以二维层状硒化钴纳米带为根底，经过离子交换法引进微量银离子，得到了银离子掺杂的硒化钴纳米催化剂。在不损坏硒化钴本身结构的前提下，保证了活性中心即二价钴离子不发生丢失，相关于硒化钴，银离子掺杂后载流子浓度提高近10倍，完成电子离域与离子离域的协同，大幅增强了催化剂资料本身导电性和催化功能。一起，因为微量离子交换导致的结构损坏程度极小，该催化剂能够在0.1M氢氧化钾溶液中循环1000次简直不发生结构损坏与催化功能的衰减，体现出该催化剂结构高催化活性与稳定性。该项作业关于规划开展非贵金属纳米催化剂的导电性与催化功能调控供给了新思路，具有极端严重意义。

　　该项研讨得到了中科院前沿科学要点研讨项目、国家严重科学研讨方案、国家自然科学基金等项目的赞助。