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強(qiáng)！30多歲評(píng)上杰青！廈大教授3天連發(fā)3篇CNS子刊，累計(jì)IF破50！
來(lái)源：科學(xué)10分鐘 時(shí)間：2022-05-15 21:39:05 瀏覽：4895次


今日，來(lái)自廈門大學(xué)黃小青教授團(tuán)隊(duì)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(bào)道了一種通過(guò)氫氧化物的非晶化來(lái)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(shí)現(xiàn)3天內(nèi)連發(fā)3篇CNS子刊，累計(jì)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(bào)道了一種通過(guò)氫氧化物的非晶化來(lái)制造非晶氧化物的自上而下的策略。

詳細(xì)的表征表明，非晶化過(guò)程是通過(guò)熱處理過(guò)程中配位環(huán)境的變化來(lái)實(shí)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(jìn)一步，研究人員利用密度泛函理論(DFT)和分子動(dòng)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(guò)程。 

所報(bào)道的用于制造非晶氧化物的自上而下的制造策略可以進(jìn)一步促進(jìn)用于催化的非晶材料的基礎(chǔ)研究和實(shí)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(jìn)展。相比之下，在酸性條件下開(kāi)發(fā)穩(wěn)定的OER電催化劑仍然是一個(gè)挑戰(zhàn)。
廈門大學(xué)黃小青教授，蘇州大學(xué)邵琪等人通過(guò)引入間隙碳，同時(shí)提高了RuO2（C-RuO2-RuSe）的穩(wěn)定性和活性。
研究人員通過(guò)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(fù)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(xiàn)中報(bào)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(zhǎng)Ru-O鍵，從而顯著提高了穩(wěn)定性。理論計(jì)算進(jìn)一步表明，間隙C激活的Ru位可以改善OER性能。
因此，實(shí)驗(yàn)和理論結(jié)果都證明，通過(guò)引入間隙C可以穩(wěn)定RuO2，因此可以作為一種堅(jiān)固的酸性OER電催化劑。
Science Advances：助力可持續(xù)高效制氫
實(shí)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(guò)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(kāi)發(fā)了一種單一Pt位點(diǎn)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(diǎn)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(fù)載的PtRuSe HNSs在300 °C的空氣中處理10 h，最終得到SS Pt-RuO2 HNSs。

實(shí)驗(yàn)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(shí)，達(dá)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(guò)大多數(shù)已報(bào)道的整體水分解電催化劑。

詳細(xì)的表征表明，間隙C的存在可以拉長(zhǎng)SsPt-RuO2 HNSs中的RuO和Pt-O鍵，并且SS Pt的引入強(qiáng)烈地影響了RuO2的電子性質(zhì)。密度泛函理論（DFT）計(jì)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(jiǎn)便的策略，而且為實(shí)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(tuán)隊(duì)，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(lái)，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(guó)家杰出青年基金項(xiàng)目。
圖為黃小青課題組（Huang's Group）團(tuán)建合照，右一為黃小青教授
科研之余，適當(dāng)?shù)倪\(yùn)動(dòng)也能讓思維更加開(kāi)闊。
除了認(rèn)真帶領(lǐng)組內(nèi)成員勇攀科研高峰外，黃小青教授自身也非常熱愛(ài)戶外運(yùn)動(dòng)，在其課題組介紹頁(yè)中，常常可以看到他與課題組成員們互動(dòng)的身影：一同組隊(duì)踢足球、一同登山等。
圖為Huang's Group 球隊(duì)成員合照
從黃小青課題組豐富多彩的活動(dòng)中，我們略能窺見(jiàn)其嚴(yán)謹(jǐn)中不乏生動(dòng)的課題組氛圍。而活躍的課題組氛圍往往得益于團(tuán)隊(duì)“領(lǐng)頭羊”開(kāi)放包容的心態(tài)。
希望在如此氛圍中磕鹽的Huang' Group成員能夠收獲更多成果~


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