欧美色盟,色婷婷AV一区二区三区之红樱桃,亚洲精品无码一区二区三区网雨,中国精品视频一区二区三区

　　碳納米材料憑借其優異的理化性質，常用作金屬電催化劑的載體。近年來許多研究表明，催化劑中的碳基載體和金屬成分之間存在廣泛的協同效應并能進一步提高電催化劑的催化性能。但是，不同的碳納米材料和金屬組分之間會產生不同的相互作用從而直接影響材料的催化活性。因此，合理的進行碳納米載體和金屬組分之間的搭配可以更加精確的調控催化劑的性能，并對進一步拓寬其應用具有十分重要的影響。

　　圖1. (a) 石墨烯，多壁碳納米管和單壁碳納米管的電子態密度。(b, c, d, e, f) Rh/SWNTs, Rh/MWCNTs, Rh/G和Rh/C的TEM圖和酸性HER性能。

　　和其它碳納米材料相比，單壁碳納米管(SWNTs)在費米能級處具有約為0.7 eV的帶隙(圖1)，大于多壁碳納米管(MWCNTs, 0.4 eV)和石墨烯(G, 0 eV)。較大的帶隙使其成為一種良好的電子受體，其可以接受諸如離子液體，氧化石墨烯和不同電性有機小分子上的電子。根據不同碳納米材料之間帶隙的差異，作者選取銠(Rh)作為金屬組分，并在炭黑(C)，石墨烯，多壁碳納米管和單壁碳納米管上分別負載了尺寸約為2 nm的Rh納米晶。

　　圖2.Rh/SWNTs界面處電極極化效應及其效果示意圖

　　在本文中，作者發現SWNTs可以誘導金屬銠(Rh)納米粒子的外層電子發生極化(圖2)，同時Raman和電子吸收光譜顯示極化的電子并未轉移至碳管上而是轉移至Rh和SWNTs的界面處。這樣由SWNTs誘導產生的電子極化效應顯著提高了材料界面處的電子密度并顯著提高了其催化還原型反應HER的性能。在電流密度為10 mA cm-2的情況下，其在酸性和堿性介質中的過電勢分別為25 mV和48 mV，Tafel斜率分別低至20 mV dec-1和27 mV dec-1，優于商業化的Pt/C催化劑。此外，作者還發現不同碳納米材料負載上Rh納米晶后，其HER性能順序與碳納米材料的帶隙相關，帶隙越大，HER性能越好。

　　圖3. Rh/SWNTs作為空氣陰極的鋅-空氣電池性能

　　不僅于此，Rh/SWNTs界面處較高的電子密度還可顯著提升其ORR性能，并且由于Rh外層電子發生極化使其更易于被氧化成為高價氧化物，進而還提升了材料的OER性能并與商業化RuO2相當。最后，基于Rh/SWNTs良好的三功能性能，作者直接將其應用至全水分解的陰極和陽極，在1 M KOH中僅需1.59 V就可達到電流密度為10 mA cm-2，此外，還可將其作為空氣電極應用至自主裝鋅-空氣電池中，兩節電池直接串聯就可達到2.55 V的電壓。(圖3)

　　總結：本文通過分析比較不同碳納米材料的電子態密度，發展了一種界面電催化劑。材料界面間的電子極化作用使得材料同時擁有高效的三功能電催化性能，為合理選擇電催化劑的碳基載體提供了一定的參考。

　　相關背景及導師簡介：

　　據了解，為發揮教師在學生培養中的引導作用和學生的主體作用，鼓勵更多責任心強的教師參與本科生指導工作，建立新型師生關系，將創新創業教育融入本科教學工作，提高學生培養質量，西北大學化學與材料科學學院作為陜西省首批創新創業試點學院在本科生中實行導師制，并設立院級創新創業項目，旨在關心學生個體成長和加強本科生科研訓練。目前，學院本科生100%進入導師實驗室進行學習實踐，實現了本科教學和研究生教育的有機結合和無縫對接。目前院級創新創業項目覆蓋率達到60%以上，培養了一批優秀的本科生。

　　楊逢春，西北大學化學與材料科學學院副教授，碩士生導師。2005年獲蘭州大學應用化學專業學士學位；2010年獲蘭州大學高分子化學博士學位；2010–2011年美國Clemson University博士后；2012年至今就職于西北大學化學與材料科學學院；2013-2014年任日本大阪大學特任助教。主持國家自然科學基金青年基金、陜西省科技廳國際合作基金、科技廳自然科學基金、教育廳自然科學基金、中國博士后基金等。研究方向： 單壁碳納米管的分離及性能研究；碳納米材料的制備、功能化及其電化學性能研究；光電高分子材料合成及性能研究。

　　常春然，西安交通大學化學工程與技術學院副教授，博士生導師。1986年5月生，山東聊城人。2013年博士畢業于清華大學，主要從事與能源、環保相關的催化新材料的設計與構建、多相催化反應機理、以及綠色催化反應體系開發等方面的研究。主持國家自然科學基金（2項）、陜西省自然科學基金、中國博士后基金、中央高校基本科研業務費等多項科研項目。在Nature Communications,，JACS，Advanced Functional Materials，ACS Catalysis等國際權威期刊上發表SCI論文30余篇，論文總引用次數850余次,個人H-因子為17。2017年分別入選西安交通大學第三屆“十大學術新人”，陜西省高校科協“青年人才托舉計劃”和陜西省普通高校首批“青年杰出人才”。