遼寧大學(xué)茆卉、宋溪明團(tuán)隊(duì)在氫氧化鎳復(fù)合物尿素燃料電池研究方面取得新進(jìn)展
直接尿素燃料電池（DMFCs）有望應(yīng)用在能源可持續(xù)發(fā)展和解決水污染等方面。目前常用電催化劑為鉑、釕，但由于其價(jià)格昂貴且資源稀缺，限制了DMFCs的商業(yè)化。如果能夠?qū)崿F(xiàn)電催化材料價(jià)格來(lái)源豐富、價(jià)格低廉，解決金屬化合物導(dǎo)電性能、穩(wěn)定性能不佳的缺點(diǎn)，且合成方案簡(jiǎn)便，將有效促進(jìn)DMFCs產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程。
近期，遼寧大學(xué)化學(xué)院的茆卉和宋溪明研究團(tuán)隊(duì)，利用聚吡咯的亞氨基與鎳離子之間的配合作用，氫氧化鎳納米片及納米粒子可在聚吡咯/氧化石墨烯復(fù)合物表面原位生長(zhǎng)，得到Ni(OH)2/PPy/GO分級(jí)納米結(jié)構(gòu)，并對(duì)尿素顯示出良好的電催化性能，有望作為陽(yáng)極催化劑應(yīng)用于DMFCs。
功能化聚吡咯/氧化石墨烯及其復(fù)合物是該團(tuán)隊(duì)早期開發(fā)的一種二維納米材料，其中，聚合離子液體功能化聚吡咯/氧化石墨烯納米片對(duì)多巴胺顯示出良好的檢測(cè)性能（Biosensors and Bioelectronics, 2015,70, 289–298;Materials Science & Engineering C-Materials for Biological Applications, 2016,65, 143−150），負(fù)載銀納米粒子的聚丙烯酰胺功能化聚吡咯/氧化石墨烯復(fù)合物對(duì)4-硝基苯酚顯示出很好的催化性能（Applied Surface Science, 2018, 434,522–533）。最近他們用以氯化鎳作為前驅(qū)體,利用簡(jiǎn)單的溶液法在60℃條件下將兩種氫氧化鎳納米結(jié)構(gòu)（納米片和納米粒子）固載到聚吡咯/氧化石墨烯納米片表面，得到Ni(OH)2/PPy/GO分級(jí)納米結(jié)構(gòu)，其修飾的玻碳修飾電極電子轉(zhuǎn)移速率常數(shù)為2.21 s-1，電活性表面積為116 cm2/mg，并對(duì)尿素顯示出良好的電催化性能，尿素?cái)U(kuò)散系數(shù)為9.2 × 10−10 cm2/s，電氧化尿素的塔菲爾斜率為30.9 mV/dec，具有很好的應(yīng)用前景，有望作為陽(yáng)極催化劑應(yīng)用于DMFCs。這一成果發(fā)表在ACS Sustainable Chemistry & Engineering上，研究生曹振乾為第一作者。通訊作者為茆卉副教授和宋溪明教授。
該論文作者為：Zhenqian Cao, Hui Mao,* Xi Guo, Dayin Sun, Zhijia Sun, Baoxin Wang, Yu Zhang, and Xi-Ming Song*
文章鏈接： https://pubs.acs.org.ccindex.cn/doi/abs/10.1021/acssuschemeng.8b04027
茆卉副教授多年來(lái)一直從事功能化導(dǎo)電聚合物微/納米結(jié)構(gòu)的制備與電化學(xué)性質(zhì)研究工作，宋溪明教授多年來(lái)一直從事離子液體化學(xué)以及納米材料和乳液體系的制備、應(yīng)用方面的研究工作，研究團(tuán)隊(duì)近五年在ACS Applied Materials & Interfaces, Biosensors and Bioelectronics, Materials Science & Engineering C-Materials for Biological Applications, Journal of Materials Chemistry B等國(guó)際期刊發(fā)表SCI論文20余篇，研究工作受到同行權(quán)威專家的高度認(rèn)可。該研究工作受到國(guó)家自然科學(xué)基金青年基金項(xiàng)目、面上項(xiàng)目等多項(xiàng)基金支持。
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