王梁炳特聘教授在甲酸产氢催化剂研究领域取得新进展

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近日，中南大学材料科学与工程学院王梁炳特聘教授通过精细调控Ti3C2TxMXenes材料表面氧覆盖度实现高效甲酸产氢，国际权威期刊《Nature Communications》发表了该研究成果，中南大学是第一通讯单位。
        氢能是公认的清洁能源，作为低碳和零碳能源正在脱颖而出。当前，我国正在大力发展氢能，特别是氢燃料电池和氢能汽车产业化。但是，氢气的直接使用存在单位体积密度低、储存运输困难等局限性。甲酸作为一种常见的液体燃料，也是氢能源的良好载体分子，可以在催化剂作用下便捷地释放出氢气。目前常见的高效甲酸产氢催化剂往往基于价格高昂的稀贵金属，比如钯、铂和铑等。开发廉价、高效、稳定的非贵金属基甲酸产氢催化剂材料对氢能源的大规模推广和应用具有重要意义，也极具挑战性。王梁炳特聘教授课题组通过精细调控Ti3C2TxMXenes材料表面氧覆盖度实现高效甲酸产氢。课题组研究发现，Ti3C2TxMXenes材料在250℃进行热处理并不改变其晶体结构，同时可以极大地增加材料表面氧覆盖度；在80℃的反应条件下，Ti3C2TxMXenes材料甲酸产氢质量活性达到了365 mmol g-1h-1，是商用Pd/C和Pt/C材料的2.2倍和2.0倍。机理研究表明，增加Ti3C2TxMXenes表面的氧覆盖度，不仅降低了势垒，促进了反应物分子的转化，还削弱了产物分子的吸附能，从而大幅提升其催化性能。

（图为王梁炳特聘教授课题组研制的Ti3C2TxMXenes材料甲酸产氢示意图）

      本工作得到了国家自然科学基金、湖湘高层次人才聚集工程、湖南省优秀青年基金、中南大学创新驱动计划、中南大学科研启动资金和粉末冶金国家重点实验室自主课题的大力支持。
       论文链接：https://www.nature.com/articles/s41467-020-18091-7


       文章来源：中南大学
       王梁炳，中南大学材料科学与工程学院特聘教授，博士生导师。2013年在中国科技大学化学系获理学学士学位。2017年在中国科技大学微尺度物质科学国家实验室获理学博士学位。主要研究方向为原子分子尺度上纳米催化剂的精细调控，以及小分子的高效活化转化。迄今为止，以（共同）第一作者身份共发表高质量论文12篇，其中包括1篇Nature Energy、1篇Nature Nano.、1篇Nature Commun.、1篇Chem、2篇J. Am. Chem. Soc.、2篇Angew. Chem. Int. Ed.和2篇Nano Lett.。此外，成功申请6项中国专利，获得研究生和博士生国家奖学金、中科院院长奖、宝钢优秀学生特等奖、中科院朱李月华优秀博士奖学金、牛津仪器“明日之星”奖学金、首届中国科技大学校十佳“六有”青年等奖励。通过国家自然科学基金委的选拨，入选并参加第67届诺贝尔奖获得者大会。