美國(guó)東部時(shí)間2016年12月16日，以黃小青教授作為第一通訊作者、蘇州大學(xué)為第一署名單位撰寫的題為“Biaxially Strained PtPb/Pt Core/Shell Nanoplate Boosts Oxygen Reduction Catalysis”的學(xué)術(shù)論文在《Science》雜志上正式發(fā)表（Science, 2016, Vol. 354, Issue 6318, 1410-1414）。這是我校材料與化學(xué)化工學(xué)部首次在《Science》這一國(guó)際頂級(jí)學(xué)術(shù)期刊上發(fā)表自然科學(xué)類學(xué)術(shù)論文。
眾所周知，鉑基納米材料是目前ORR性能最好的電化學(xué)催化劑。但由于其在地殼中的儲(chǔ)存量較少，價(jià)格昂貴，導(dǎo)致其在燃料電池領(lǐng)域的大規(guī)模應(yīng)用受阻。如何提高貴金屬催化劑的原子利用率和反應(yīng)活性一直是貴金屬催化領(lǐng)域的核心問(wèn)題。為此，黃小青課題組與國(guó)內(nèi)外多個(gè)課題組密切合作，用化學(xué)法成功地制備了高質(zhì)量單分散的PtPb納米片。結(jié)合球差矯正高分辨透射電鏡，同步輻射X射線吸收光譜等先進(jìn)表征手段和密度泛函理論計(jì)算，他們發(fā)現(xiàn)4-6個(gè)Pt層能夠非常完美地覆蓋在PtPb納米片表面，形成獨(dú)特的PtPb/Pt核殼結(jié)構(gòu)。研究發(fā)現(xiàn)，Pt(110)表面較強(qiáng)的拉應(yīng)力能夠極大地促進(jìn)ORR性能，使得這種PtPb/Pt核殼結(jié)構(gòu)的催化劑具有非常優(yōu)異的ORR性能。難能可貴的是，該催化劑不僅可以作為燃料電池陰極ORR的催化劑，還可以被用來(lái)催化陽(yáng)極反應(yīng)。該研究工作展示了二維鉑基納米催化劑在基礎(chǔ)研究和催化領(lǐng)域中的優(yōu)勢(shì)及重要性，從理論上指導(dǎo)了如何通過(guò)應(yīng)力調(diào)控Pt-O鍵強(qiáng)度，有效地解決了模型催化中電化學(xué)界面的瓶頸問(wèn)題，對(duì)于探索和開(kāi)發(fā)更好的高性能催化劑，促進(jìn)燃料電池快速發(fā)展起到了重要的推動(dòng)作用。
此前，他們同樣運(yùn)用濕化學(xué)還原法制備了多層次的Pt-Co納米線，結(jié)合一系列先進(jìn)表征手段和理論模擬詳細(xì)表征了多層次的Pt-Co納米線表面上有序的金屬間結(jié)構(gòu)、高指數(shù)晶面和表面富鉑的納米結(jié)構(gòu)，深入研究了這一獨(dú)特結(jié)構(gòu)對(duì)MOR、EOR和ORR催化性能的影響。其中，Pt3Co納米線的ORR性能是目前Pt-Co體系已報(bào)道的ORR催化劑中性能最好的，甚至堪比許多Pt-Ni基催化劑的ORR性能。該成果已于今年6月29日發(fā)表在《Nature Communications》雜志上（Nat. Commun. 2016, 7, 11850）。該研究對(duì)于精細(xì)調(diào)控一維鉑基納米材料表面結(jié)構(gòu)，設(shè)計(jì)高指數(shù)晶面以及有序金屬間納米結(jié)構(gòu)，以實(shí)現(xiàn)對(duì)納米材料催化性能的調(diào)控具有重要的指導(dǎo)價(jià)值和意義。
黃小青教授，江蘇省“雙創(chuàng)計(jì)劃”人才，廈門大學(xué)博士，美國(guó)University of California, Los Angeles博士后，在博士和博士后期間，以第一作者身份在Science (1), Nat. Nanotechol (1), JACS (4), Angew. Chem. (3), Adv. Mater. (2),Nano Lett. (2), Energy Environ. Sci. (1)等期刊發(fā)表多篇論文。自2014年9月加盟蘇州大學(xué)以來(lái)，在無(wú)機(jī)/有機(jī)納米材料的控制合成，多功能金屬納米催化劑的制備，能源儲(chǔ)存和轉(zhuǎn)移以及電化學(xué)催化等方面頗有研究，已在Science (1), Nat. Commun (1), Angew. Chem. (2), Adv. Mater. (2), Nano Lett. (4), ACS Nano (1)等知名期刊發(fā)表論文20余篇。
論文鏈接：
http://science.sciencemag.org/content/354/6318/1410
http://www.nature.com/articles/ncomms11850
課題組網(wǎng)站鏈接：
http://chemistry.suda.edu.cn/index.aspx?lanmuid=69&sublanmuid=604&id=364
