西安交通大学化学工程与技术学院催化研究所王鹭

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王  鹭
化学工程与技术学院
工业催化研究所，讲师
教育经历
2007-2011年 西安交通大学 工学学士
2011-2016年 西安交通大学 工学博士
2015-2016年 美国哥伦比亚大学&Brookhaven National Laboratory  联合培养博士研究生
联系方式
         单位：化学工程与技术学院
         邮箱：wangluxjtu@mail.xjtu.edu.cn
         地址：兴庆教学二区化工楼407办公室
         邮编：710049   
研究领域
1. 燃料电池电催化剂
（1）氢氧燃料电池低铂电催化剂
（2）尿素燃料电池阳极电催化剂                                   
2.电化学制氢
研究内容
研究内容1：系统研究了TMCs改性Pt用于氢氧燃料电池。
    基于过渡金属碳化物（TMCs）上沉积单原子层Pt的氢结合能与Pt相似的原理，采用TMCs改性大幅度降低了催化剂中Pt用量。通过浸渍法合成了用于催化氢燃料电池阳极反应的低负载Pt/TMCs催化剂，并对其催化氢气氧化过程进行了动力学研究。低负载Pt/TMC催化剂与商业46% Pt/C具有相当的本征催化活性。仅1 wt% Pt在VC上就能与目前商业46% Pt/C催化剂的HOR/HER活性相媲美。因而，使用低载量Pt/VC催化剂可有效减少Pt的用量，从而大幅度降低电催化剂成本，具有良好的商业应用前景。


研究内容2：成功合成了纳米簇Ni-WC/C催化剂，并显著增强了尿素电氧化活性及稳定性。


    对新型尿素燃料电池，开展了TMCs改性Ni基尿素电氧化催化剂的研究。采用顺序浸渍法合成了纳米簇Ni-WC/C催化剂并用于尿素电氧化催化反应。结果显示，Ni成纳米簇状均匀分散在WC/C基底上，且具有高的尿素电氧化活性及稳定性，比Ni/C电极高出一个数量级，同时Ni-WC/C催化剂的尿素电氧化稳定性显著提高。进一步借助DFT理论计算，通过模拟引入WC后的Ni基催化剂电子结构及其CO吸附能的变化，初步分析了WC对尿素电氧化Ni基催化剂的改性作用。计算结果显示，WC对Ni电子云密度有显著影响，并且CO吸附能减弱，这可能是Ni-WC催化剂展现出较高的尿素电氧化活性及稳定性的原因。


研究内容3：深入探究了载体效应对Ni基尿素电氧化催化剂的影响。


    进一步对Ni-WC催化剂载体进行优化。选用活性炭、多壁碳纳米管（MWCNT）作为载体进行比较。研究结果显示，Ni纳米颗粒均匀分散在WC/MWCNT基底上，并且MWCNT对Ni基催化剂的具有显著提升的催化作用。Ni-WC/MWCNT的尿素电氧化电流密度是Ni-WC/C催化剂的3倍、Ni/C催化剂的15倍。另外，催化剂的电化学阻抗也明显下降。MWCNT载体对尿素电氧化活性的增强归因于其强化了催化反应的扩散及电子传导。


研究成果
[1] Lu Wang, Elizabeth G. Mahoney, Shen Zhao, Bolun Yang, Jingguang G. Chen. Chemical Communications, 2016, 52(18): 3697-3700.


[2] Lu Wang, Tingting Du, Jin Cheng, Xing Xie, Bolun Yang, Mingtao Li. Journal of Power Sources, 2015, 280: 550-554.
[3] Lu Wang, Mingtao Li, Zhiyu Huang, Li Yingming, Suitao Qi, Chunhai Yi, Bolun Yang. Journal of Power Sources, 2014, 264: 282-289.
[4] Lu Wang, Tingting Du, Yanbo Pan, Mingtao Li, Bolun Yang. Carbocat VI. Trondheim, Norway, 2014.
[5] Mingtao Li, Lu Wang, Bolun Yang, Tingting Du, Ying Zhang. Electrochimica Acta, 2014, 123: 296-302.
[6] Mingtao Li, Lu Wang, Tingting Du. Journal of Applied Polymer Science, 2014, 132(20): 40928-40934.
[7] Peng Qiu, Lu Wang, Bolun Yang. Energy and Fuels, 2012, 26(2): 1254-1258.
[8] Mingtao Li, Bolun Yang, Lu Wang, Ying Zhang, Zhan Zhang, Shaohua Fang, Zhengxi Zhang. Journal of Membrane Science, 2013, 447: 222-227.
[9] Mingtao Li, Bolun Yang, Zhan Zhang, Lu Wang, Ying Zhang. Journal of Applied Electrochemistry, 2013, 43(5): 515-521.