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[专家学者] 天津大学化工学院巩金龙

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发表于 2018-5-8 19:22:48 | 显示全部楼层 |阅读模式
巩金龙天津大学化学工程与工艺专业学士(2001年)、硕士(2004年),美国德克萨斯大学奥斯汀分校化学工程专业博士(2008年),美国哈佛大学George Whitesides实验室博士后。现任天津大学北洋讲席教授、化工学院博士生导师,天津化学化工协同创新中心团队负责人(PI),天津市“131”创新型人才团队负责人,天津市能源化工国际联合研究中心主任,绿色合成与转化教育部重点实验室副主任;国家首批“万人计划”入选者、国家杰出青年基金获得者、教育部长江学者特聘教授、国家重点研发计划项目(基础前沿类)首席科学家、英国皇家化学学会Fellow(FRSC)。

巩金龙

巩金龙
巩金龙
现任职称/职务:教授/教务处处长
通讯地址:gonglab.tju.edu.cn
电子邮箱:jlgong@tju.edu.cn
办公电话:(+86) 22-27400277
研究方向:
催化与动力学;纳米光电材料、表征及应用;表面科学;绿色能源化学(工);一碳化学与化工;环境工程

主要从事多相催化、能源化工应用基础研究,在固体表面物理化学、多相催化模型体系和多相催化原位动态研究方法等方面取得系统研究进展。利用表面科学分子束溅射技术及同位素实验,探测金模型催化剂分子(原子)层面上的物理和化学性质;提出了金晶体表面一氧化碳、氨气、丙胺及低碳醇类选择性氧化的反应机理,探讨了水和氧物种的活化历程;开发了制备具有超强表面增强拉曼光谱效应的金纳米结构的新技术;明确了金属纳米粒子-氧化物界面的低碳醇、烷烃脱氢界面反应机理,发展了氧缺陷控制氧化物表面羟基反应性能的概念;阐述了半导体氧化物纳米晶晶面依赖的表面物理化学和光催化行为。

先后主持国家重点研发计划项目、国家自然科学基金委重点项目、国际合作项目、科技部863项目10余项。在Nature Commun、J Am Chem Soc、Angew Chem Int Ed、AIChE J、Adv Mater、Chem Rev、Acc Chem Res、Chem Soc Rev、Nano Lett、Energy Environ Sci等国际期刊上发表论文200余篇,被引用9000余次;申请美国、中国发明专利65项,其中36项已获授权。研究成果40余次被Chemical & Engineering News、Nature China等国际新闻媒体、科学杂志遴选为研究亮点报道;研究论文50余次被JACS、Angew Chem Int Ed、Adv Mater、Chem Soc Rev、Acc Chem Res、Energy Environ Sci、Chem Comm、Small、Nanoscale等期刊选为封面论文刊登。曾获天津市自然科学一等奖(2017年,排名第一)、高等学校科学研究优秀成果奖—青年科学奖(2016年)、天津市青年科技奖(2016年)、第六届侯德榜化工科学技术奖——创新奖(2014年)等科技奖励。

目前任天津大学校学术委员会委员、国际氢能学会(IAHE)顾问委员、中国化工学会化工过程强化专业委员会委员、中国化学会催化委员会委员、中国化学会绿色化学委员会委员、中国材料研究学会纳米材料与器件分会委员、中国青年科技工作者协会理事,AIChE Journal顾问编辑,ACS Sustainable Chemistry & Engineering、International Journal of Hydrogen Energy、Chinese Journal of Chemical Engineering等期刊副主编,以及Chemical Science、Chemical Society Reviews、Advanced Materials Interface、ACS Sustainable Chemistry & Engineering、Journal Molecular Catalysis A、Scientific Reports、Science China Materials/Chemistry等10余个国际SCI期刊编委/顾问编委。


曾入选国家创新人才推进计划-中青年科技创新领军人才(2014)、天津市首批中青年科技创新领军人才(2014)、中组部首批青年拔尖人才计划(2012)、国家首批优秀青年基金获得者(2012)、天津市131创新型人才培养工程第一层次人才(2012)、教育部新世纪优秀人才计划(2010)。曾获日本化工学会The SCEJ Award for Outstanding Asian Researcher and Engineer (2017)、Lectureship Award in Osaka-Kansai International Symposium on Catalysis(2017)、美国化学学会ACS Sustainable Chemistry & Engineering Lectureship Award (2017)、第六届中国侨界贡献奖––创新人才奖(2016)、霍英东教育基金会青年教师奖(2016)、天津市劳动模范(2015)、、 天津大学第七届“我心目中的好导师”(2014)、天津市五四青年奖章(2013)、第十二届“挑战杯”天津市大学生课外学术科技作品竞赛优秀指导教师(2013)、天津市五一劳动奖章(2012)、天津市师德先进个人(2012)、Scopus青年科学家奖(2012)、天津市教育工委优秀共产党员(2011)、天津大学第十七届十佳杰出青年(教工)(2011)、国际纯粹及应用化学联合会(IUPAC)青年化学家奖—提名奖(2010)等荣誉称号。


巩金龙教授现任天津大学党委委员、教务处处长;兼任中华全国青年联合会第十二届常务委员会委员、天津市第十七届人民代表大会代表、天津市青年联合会第十二届委员会委员。


论著专利:


For the updated publication list, please refer to our website.


1.     Changjiang Li, Peng Zhang, Rui Lv, Jianwei Lu, Tuo Wang, Shengping Wang, Haifeng Wang, and Jinlong Gong*, "Selective Deposition of Ag3PO4 on Monoclinic BiVO4 with Exposed (040) Facets for Highly Efficient Photocatalysis,"Small 2013, 9, 3951-3956 (扉页论文&VIP).
2.     Chengxi Zhang, Shuirong Li, Gaowei Wu, Zhiqi Huang, Zhiping Han, Tuo Wang, and Jinlong Gong*, "Steam Reforming of Ethanol over Skeletal Ni-based Catalysts: a Temperature Programmed Desorption and Kinetic Study,"AIChE J. 2014, 60, 635-644.
3.     Gaowei Wu, Shuirong Li, Chengxi Zhang, Tuo Wang, Xinbin Ma, and Jinlong Gong*, "Glycerol Steam Reforming over Perovskites derived Nickel-based Catalysts," Appl. Catal. B 2014, 144, 277-285.
4.     Chengxi Zhang, Shuirong Li, Tuo Wang, Gaowei Wu, Xinbin Ma, and Jinlong Gong*, "Pt-based Core-shell Nanocatalysts with Enhanced Activity and Stability for CO Oxidation," Chem. Commun. 2013, 49, 10647-10649.
5.     Jinlong Gong, Hairong Yue, Yujun Zhao, Shuo Zhao, Li Zhao, Jing Lv, Shengping Wang, and Xinbin Ma, "Synthesis of Ethanol via Syngas on Cu/SiO2 Catalysts with Balanced Cu(0)-Cu(I) Sites," J. Am. Chem. Soc. 2012,134, 13922-13925  (封面论文).
6.     Hairong Yue, Yujun Zhao, Xinbin Ma, and Jinlong Gong*, " Ethylene Glycol: Properties, Synthesis, and Applications," Chem. Soc. Rev. 2012, 41, 4218-4244  (封面论文).
7.     Jie He, Peng Zhang, Jinlong Gong*, and Zhihong Nie*, "Facile Synthesis of Functional Au Nanopatchies and Nanocups," Chem. Commun. 2012, 48, 7344-7436 (封面论文).  
8.     Jie He, Maria Teresa Perez, Peng Zhang, Taarika Babu, Yijing Liu, Jinlong Gong*, and Zhihong Nie*, "A General Approach to Synthesize Asymmetric Hybrid Nanoparticles by Interfacial Reactions," J. Am. Chem. Soc. 2012, 134, 3639-3642 .
9.     Shuirong Li, Chengxi Zhang, Peng Zhang, Gaowei Wu, Xinbin Ma, and Jinlong Gong*, "On the Origin of Reactivity of Steam Reforming of Ethylene Glycol on Supported Ni Catalysts," Phys. Chem. Chem. Phys. 2012, 14, 4066-4069 (封面论文).  
10.  Jinlong Gong*, "Structure and Surface Chemistry of Gold–based Model Catalysts," Chem. Rev. 2012, 112, 2987-3054.
11.  Jing Xu, Like Ouyang, Yan Luo, Xi-Meng Xu, Zhen Yang, Chengxi Zhang, Jinlong Gong*, and Yi-Fan Han*, "Mechanistic Study of the Methanol-to-Olefin Reaction on a α-Mn2O3 Nanocrystal Catalyst," AIChE J. 2012, 58, 3474-3481.
12.  Chengxi Zhang, Shuirong Li, Maoshuai Li, Shengping Wang, Xinbin Ma, and Jinlong Gong*, "Enhanced Oxygen Mobility and Reactivity for Ethanol Steam Reforming," AIChE J. 2012, 58, 516-525.
13.  Shuang Chen, Shengping Wang, Xinbin Ma*, and Jinlong Gong*, "Selective Oxidation of Methanol to Dimethoxymethane over Bifunctional VOx/TS-1 Catalysts," Chem. Commun. 2011, 47, 9345-9347.
14.  Shengping Wang, Suli Yan, Xinbin Ma, and Jinlong Gong*, "Recent Advances in Capture of Carbon Dioxide using Alkali-metal-based Oxides," Energy Environ Sci. 2011, 4, 3805-3819 (封面论文).
15.  Wei Wang, Shengping Wang, Xinbin Ma, and Jinlong Gong*, "Recent Advances in Catalytic Hydrogenation of Carbon Dioxide," Chem. Soc. Rev. 2011, 40, 3703-3727 (封面论文).
16.  Jie Pan, Dong Wan, and Jinlong Gong*, "PEGylated Liposome Coating QDs/Mesoporous Silica Core-shell Nanoparticles for Molecular Imaging," Chem. Commun. 2011, 47, 3442–3444.
17.  Wei Wang and Jinlong Gong*, "Methanation of Carbon Dioxide: An Overview," Front. Chem. Sci. Eng. 2011, 5, 2–10.
18.  Jinlong Gong, Darren J. Lipomi, Jiangdong Deng, Zhihong Nie, Xin Chen, Nicholas X. Randall, Rahul Nair, and George M. Whitesides, "Micro– and Nano–Patterning of Inorganic and Polymeric Substrates by Indentation Lithography," Nano Lett. 2010, 10, 2702–08.
19.  Ting Yan, Jinlong Gong, and C. Buddie Mullins, "Oxygen Exchange in the Selective Oxidation of 2–Butanol on Oxygen Pre–covered Au(111)," J. Am. Chem. Soc. 2009, 131, 16189–94.
20.  Jinlong Gong and C. Buddie Mullins, "Surface Science Investigations of Oxidative Chemistry on Gold," Acc. Chem. Res. 2009, 42, 1063–73.
21.  Jinlong Gong, Rotimi A. Ojifinni, David W. Flaherty, Tae S. Kim, and C. Buddie Mullins, "Annealing Effect on Reactivity of Oxygen Covered on Au(111)," J. Phys. Chem. C 2009, 113, 9820–25.
22.  Jinlong Gong, Ting Yan, and C. Buddie Mullins, "Selective Oxidation of Propylamine to Propionitrile and Propionaldehyde on Oxygen Covered Gold," Chem. Commun. 2009, 761–63.
23.  Jinlong Gong and C. Buddie Mullins, "Selective Oxidation of Ethanol to Acetaldehyde on Gold," J. Am. Chem. Soc.2008, 130, 16458–59.
24.  Jinlong Gong, David W. Flaherty, Ting Yan, and C. Buddie Mullins, "Selective Oxidation of Propanol on Au(111): Mechanistic Insights into Aerobic Oxidation of Alcohols," ChemPhysChem 2008, 9, 2461–66.
25.  Jinlong Gong and C. Buddie Mullins, "Enhanced Carbonate Formation on Gold," J. Phys. Chem. C 2008, 112, 17631–34.
26.  Rotimi A. Ojifinni, Jinlong Gong, Nathan S. Froemming, David W. Flaherty, Ming Pan, Graeme Henkelman, and C. Buddie Mullins "Carbonate Formation and Reaction on Atomic Oxygen Pre–covered Au(111)," J. Am. Chem. Soc.2008, 130, 11250–51.
27.  Jinlong Gong, David W. Flaherty, Rotimi A. Ojifinni, J. Mike White, and C. Buddie Mullins, "Surface Chemistry of Methanol on Clean and Atomic Oxygen Pre–covered Au(111)," J. Phys. Chem. C 2008, 112, 5501–09.
28.  Jinlong Gong*, Xinbin Ma, Shengping Wang, "Phosgene–free Approaches to Catalytic Synthesis of Diphenyl Carbonate and its Intermediates,", Appl. Catal. A: Gen. 2007, 316, 1–21.
29.  Jinlong Gong, Rotimi A. Ojifinni, Tae S. Kim, John M. White, and C. Buddie Mullins, "Selective Catalytic Oxidation of Ammonia to Nitrogen on Atomic Oxygen Precovered Au(111)," J. Am. Chem. Soc. 2006, 128, 9012–13.
30.  Tae S. Kim, Jinlong Gong, Rotimi A. Ojifinni, J. Mike White, and C. Buddie Mullins, "Water Activated by Atomic Oxygen on Au(111) to Oxidize CO at Low Temperatures," J. Am. Chem. Soc. 2006, 128, 6282–83.


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发表于 2018-5-24 20:59:26 | 显示全部楼层
巩金龙主持完成的“催化过程中的表界面结构调控与机理研究”获2017天津市自然科学奖一等奖
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发表于 2018-6-7 08:45:23 | 显示全部楼层

Chemical Society Reviews:纳米设计的半导体,用于二氧化碳的电光催化转化

半导体纳米催化剂用于电子和光电化学还原二氧化碳的重要进展

半导体纳米催化剂用于电子和光电化学还原二氧化碳的重要进展

半导体纳米催化剂用于电子和光电化学还原二氧化碳的重要进展

由于二氧化碳浓度逐渐增加导致的气候危害,因此开发高效二氧化碳转化的新型催化剂具有重大的研究意义。在各种类型的催化剂中,半导体已被广泛用作电和光电二氧化碳转化的有效候选者。最近,随着新兴的纳米技术和先进的表征技术的出现,人们在基于半导体催化剂的高效和清洁的二氧化碳转化方面取得了巨大成就。近日,天津大学巩金龙等人对该领域进行了系统的综述,包括用于电化学和光电化学二氧化碳转化的半导体催化剂的合理设计等。文章讨论了二氧化碳反应路径机理认识的发展和工业生产可行性的最新进展。此外,作者还概述了电-光催化CO2转化的挑战和未来前景。

文献链接:Nano-designed semiconductors for electro- and photoelectro-catalytic conversion of carbon dioxide (Chem.Soc.Rev.,2018,DOI: 10.1039/C8CS00016F)


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发表于 2018-8-12 21:04:05 | 显示全部楼层

从天津大学获悉,该校能源化学工程团队成功研发高效铂基催化剂,将显著提升丙烯生产效能。

丙烯是一种化工原料,在工业生产中作用巨大,是制造塑料、合成橡胶和合成纤维等“三大合成材料”的基本原料,对纺织、制药、医疗、军工等领域具有重要价值。传统生产技术已经无法满足全球主要经济体对丙烯日益增长的需求,2017年中国丙烯净进口量达到309万吨,市场价格也呈现逐年攀升的态势。

目前,“丙烷脱氢法”是市场占有率增长最快、最具前景的丙烯生产新技术,而铂基催化剂是该法的关键所在。

“谁掌握了更高效的催化剂,谁就掌握了烯烃工业的未来。”据天津大学能源化学工程团队负责人巩金龙教授介绍,铂基催化剂已广泛应用于“丙烷脱氢法”生产丙烯,其原理是利用铂等金属对丙烯的“催化脱氢选择性”来进行提取和生产。

天津大学能源化学工程团队研发的“高效铂基催化剂”拥有两大全新优势:一是“更纯”,通过高温还原和酸洗去除助剂金属杂质,使催化剂形成纯铂覆盖的核壳表面;二是“更强”,通过改变表面铂的电子状态,极大提升铂原子催化性,从而为工业实践中大幅度提高丙烯生产效率创造了可能。

据了解,该成果从基础研究角度论证了构效关系对催化剂研究的重要价值,为铂基催化剂应用开辟了新思路,对中国化工生产行业具有重大意义。相关研究成果由天津大学能源化学工程团队硕士生蔡伟亭和慕仁涛博士以共同第一作者身份发表于最新一期《科学》杂志子刊物《科学进展》。


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发表于 2018-10-25 08:02:58 | 显示全部楼层
巩金龙&范良士Nat. Rev. Chem.:用于化学循环过程的金属氧化物
化学循环为燃料和氧化剂的清洁、有效转换提供了一个多功能的平台,其核心在于可以氧化燃料的金属氧化物材料,并可以作为还原材料再氧化,以实现闭路循环。巩金龙团队联合范良士课题组综述了氧载体经历氧化还原反应的机制以及这些载体如何结合到化学循环反应器,详细阐述了近年来氧载体材料的设计和控制合成,以及生产各种化学品的化学循环反应器的实质性进展。

用于化学循环过程的金属氧化物

用于化学循环过程的金属氧化物

Zeng L, Cheng Z, Fan J A, et al. Metal oxide redox chemistry for chemicallooping processes[J]. Nature Reviews Chemistry, 2018.
DOI: 10.1038/s41570-018-0046-2
https://doi.org/10.1038/s41570-018-0046-2

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发表于 2018-10-31 08:48:47 | 显示全部楼层
天大巩金龙NC:热稳定性的Pt/Cu单原子合金打破脱氢催化的比例关系
贵金属合金被广泛地用作多相催化剂。然而,由于过渡态金属表面存在吸附能的比例特性,催化活性提高的同时,也伴随着目标产物的选择性的下降。在此,为了同时实现提高丙烯选择性和丙烷转化率,巩金龙课题组描述了一种打破工业上一个重要的反应(丙烷脱氢)的比例关系的方法,即组装单原子合金的方法(SAAs)。他们采用初湿共浸渍法来合成γ-氧化铝负载的Pt/Cu单原子合金催化剂,这种催化剂具有较高的铜比例。分散在铜纳米粒子上的单个铂原子极大地增强了表面结合丙烯的解吸,并阻止其进一步脱氢,导致了较高的丙烯选择性(~90%)。和已报道的低温(<400 ℃)下单原子应用相比,Pt/Cu单原子合金在常压,520 ℃的条件下,连续运行120个小时后,仍展示出优异的稳定性。

单原子合金打破脱氢催化

单原子合金打破脱氢催化

Sun G, Zhao Z, Mu R, et al. Breaking the scaling relationship via thermally stable Pt/Cu single atom alloys for catalytic dehydrogenation[J]. Nature Communications, 2018.
DOI:10.1038/s41467-018-06967-8
https://www.nature.com/articles/s41467-018-06967-8

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发表于 2018-11-10 09:13:26 | 显示全部楼层
巩金龙Angew.封面:CO2制甲醇,最高法拉第效率53.6%
界面活性位在催化反应中具有极其重要的作用,但是针对CO2光电催化还原反应中界面活性位的本质还不甚了解。有鉴于此,天津大学化工学院巩金龙教授课题组通过在Cu2O薄膜表面沉积金属态Cu,成功构建了Cu/Cu2O界面,并用于CO2还原的机理研究。该催化剂将CO2高效还原为甲醇,最高法拉第效率可达53.6%。后续研究表明,Cu/Cu2O调节了H* 和CO*中间态的吸附能力,提高了产物的选择性。

CO2制甲醇

CO2制甲醇

Chang X, Wang T, Gong J, et al. Tuning Cu/Cu2O Interfaces for the Reduction of Carbon Dioxide to Methanol in Aqueous Solutions[J]. Angewandte Chemie International Edition, 2018.
DOI: 10.1002/anie.201805256
https://doi.org/10.1002/anie.201805256

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发表于 2018-11-15 16:50:42 | 显示全部楼层
天大巩金龙EES:低起始电位晶界调控的a-Si/TiO2/Au光电阴极上光电催化CO2还原制合成气
在水介质中,使用光电化学(PEC)的方法进行CO2还原反应(CRR),是以太阳和水作为能量和电子源生产可再生燃料的最有前途的方法之一。但是,由于CO2还原需要较大的过电位,高偏压仍然是目前实现显著转化的前提条件。该通讯主要报道了,在非晶硅负载了Au催化剂,构筑了大量的晶界,在较低的起始电压下,实现了光电催化CO2还原。在较宽的电压范围内(从-0.1 V RHE到0.4 V RHE)生成了合成气CO/H2(1:2和1:1),半电池的转化效率0.42%。

低起始电位晶界

低起始电位晶界

Li C, Wang T, Liu B, et al. Photoelectrochemical CO2 reductionto adjustable syngas on grain-boundary-mediated a-Si/TiO2/Auphotocathodes with low onset potentials[J]. Energy & Environmental Science,2019.
DOI:10.1039/C8EE02768D
https://pubs.rsc.org/en/content/articlelanding/2019/ee/c8ee02768d#!divAbstract

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发表于 2018-12-13 11:40:19 | 显示全部楼层
巩金龙Chem. Soc. Rev.:用于光催化的核壳纳米结构的合理设计
光催化是将太阳能直接转化为化学能的有前景的途径。核壳(YS)结构可以为其提供理想的平台,以有效利用电荷载体。通常,YS结构由空心壳和内核构成,可以增强空腔中的光散射,并提供大的表面以创造足够的活性位点,而这两者都可以显着提高电荷利用的效率。许多策略可以用来修改YS结构,以增强每一步的充电行为。巩金龙课题组从提高光催化性能的策略详细阐述了YS结构,并概述了YS结构的分类,合成,形成机制和光生载流子行为的合理调控,以实现非均相光催化反应中YS结构的有效利用。

光催化的核壳纳米结构

光催化的核壳纳米结构

Li A, Zhu W, Li C, et al. Rational design ofyolk–shell nanostructures for photocatalysis[J]. Chemical Society Reviews, 2019.
DOI: 10.1039/C8CS00711J
http://dx.doi.org/10.1039/C8CS00711J

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发表于 2019-1-23 09:47:12 | 显示全部楼层
天津大学巩金龙团队Chem. Soc. Rev.:基于硅的单晶电极用于太阳能电解水的现状与发展



天津大学巩金龙教授团队Chem. Soc. Rev.上,发表了题为"Single-crystal silicon-based electrodes for unbiased solar water splitting: current status and prospects"的综述。文章介绍了单晶硅基光电极在光电化学水分解制氢中应用的现状和前景。作者首先重点介绍了单晶硅基阴极和阳极在光电化学水电解上所取得的成就;然后讨论了使用单晶硅基光电极设计和制造太阳能水解电池的最新进展;最后,提供了单晶硅基电极优化的概述。

硅基光电极的不同纳米结构

硅基光电极的不同纳米结构

高效率和高稳定性的光电极是实现太阳能水分解制氢必不可少的重要部件。单晶硅具有地球储存丰富、带隙较窄的优点,被公认为极具吸引力的能用于太阳能水分解的光电极材料。在这篇文章中,作者简要介绍了解决硅动力学和热力学问题的策略,使其能实现在太阳能水解中的应用。构建有效的单晶硅基串联电池用于太阳能水分解,所存在的主要问题是光电阴极和光电阳极的耦合能够产生用于驱动水的光电解的光伏电压。由于带隙相对较小,因此单晶硅基光电极的光电压较小,因此总是需要宽带隙半导体来实现无偏的整体水分解。除此之外,新型PEC电池配置的设计和构造可以提供另一种方法来提高整体水分解的效率。随着单晶硅基光电极的不断进步,用于水分解的单晶硅基串联电池将实现快速地发展和应用。

Single-crystal silicon-based electrodes for unbiased solar water splitting: current status and prospects

(Chem. Soc. Rev., 2018, DOI: 10.1039/c8cs00638e)



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发表于 2019-3-1 09:13:09 | 显示全部楼层

表面羟基对电化学CO2还原活性和稳定性的关键作用

大多数金属氧化物催化剂的活性位点是氧化态而不是金属态。但是由于金属氧化物还原的氧化还原电位比CO2ER所需的电位更高,金属氧化物在反应条件下可进一步还原为金属态,导致CO2还原能力降低和高析氢反应活动。在分子水平上理解CO2ER机制对于改善金属氧化物催化剂的稳定性是重要的。考虑到CO2ER产品,HCOOH具有很高的商业价值,因为它在直接甲酸燃料电池中具有广阔的应用前景和高可运输性。

Sn分支的合成

Sn分支的合成

近日,天津大学的巩金龙教授(通讯作者)在J. Am. Chem. Soc.上发表了一篇题为 “The Crucial Role of Surface Hydroxyls on the Activity and Stability in Electrochemical CO2 Reduction” 的文章。研究人员通过简单的阳离子交换过程合成了具有定量控制的表面羟基含量的Sn基催化剂(Sn分支)。具有中等表面Sn-OH浓度的Sn分支实现了最佳的CO2ER稳定性。研究人员采用循环伏安(CV),原位ATR-SEIRAS和DFT计算来研究CO2ER机制,发现表面羟基通过氢键提供了以H2CO3形式促进CO2吸附的有效位点。并建议通过H2CO3 *,CO2- 和HCOO* 将CO2还原为HCOOH。

通过新的阳离子交换方法合成具有不同羟基覆盖的Sn分支,并且5.9 mmol/cm2的表面Sn-OH浓度显示出最高的CO2ER活性和稳定性(60小时)。 采用原位ATR-SEIRAS技术和DFT计算,研究人员发现表面Sn-OH有利于通过氢键以H2CO3形式吸附CO2,然后H2CO3可转化为HCOO*。 然而,较高表面的Sn-OH会因活性位点的占有而限制CO2ER。 在更广泛的催化环境中,通过表面羟基上的氢键增强CO 2吸附也可适用于其他金属氧化物。但是由于中间物质对金属氧化物的吸附强度不同,随后的CO2转化过程可能是各种各样的。

文献链接:The Crucial Role of Surface Hydroxyls on the Activity and Stability in Electrochemical CO2 Reduction(J. Am. Chem. Soc.,2019,DOI: 10.1021/jacs.8b13786)


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发表于 2019-3-4 09:04:38 | 显示全部楼层
根据国家“万人计划”总体工作安排,科技部设立“万人计划”推荐平台,从“创新人才推进计划”中青年科技创新领军人才和重点领域创新团队负责人中推荐产生国家“万人计划”科技创新领军人才建议人选。我院入选科技部“创新人才推进计划”的巩金龙、龚俊波2位教师此次成功入选第四批国家“万人计划”科技创新领军人才。
国家“万人计划”是国家高层次人才特殊支持计划,面向全国自然科学、工程技术和哲学社会科学领域的杰出人才、领军人才和青年拔尖人才给予特殊支持,旨在加快培养造就一批为建设创新型国家提供坚强支撑的高层次创新创业人才。

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发表于 2019-3-16 10:52:32 | 显示全部楼层
二氧化碳电还原(CO2ER)是实现碳循环的重要策略。有鉴于此,天津大学巩金龙教授等人成功在Pd纳米立方体表面合金化一层超薄的钯金合金纳米壳。研究发现,Pd@Pd3Au7纳米晶(NCs)展现出优异的CO2ER性能,在-0.5 V (vs RHE)时CO法拉第效率(FE)为94%,在- 0.6到- 0.9 V时CO的法拉第效率接近100%。原位衰减全反射红外光谱(ATR-IR)和理论计算表明,该催化剂高活性的原因归因于协同效应和配体效应,相邻的Pd-Au位点和它们之间的电子转移共同削弱了Pd-C键,平衡了*COOH和*CO的△G。

钯金合金纳米壳

钯金合金纳米壳

Xintong Yuan, Lei Zhang,Lulu Li, Hao Dong, Sai Chen, Wenjin Zhu, Congling Hu, Wanyu Deng, Zhi-JianZhao, and Jinlong Gong*. Ultrathin PdAu Shells with Controllable Alloying Degree on Pd Nanocubes towards Carbon Dioxide Reduction. Journal of theAmerican Chemical Society, 2019.
DOI: 10.1021/jacs.8b11771
https://pubs.acs.org.ccindex.cn/doi/10.1021/jacs.8b11771

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发表于 2019-9-21 10:43:21 | 显示全部楼层
能源短缺和环境污染问题日益严重,利用太阳能将二氧化碳还原成含碳产物为解决这两个问题提供了一种极具潜力的方案。但在光催化CO2还原的原料之一水易在催化剂作用下发生水分解反应,因此,提高催化剂的CRR选择性和活性迫在眉睫。

负载Pt的疏水氮化碳纳米片

 负载Pt的疏水氮化碳纳米片
最近,德国马普所的Markus Antonietti教授和天津大学的巩金龙教授团队合作利用稳定的聚合物对热剥离法合成的氮化碳纳米片进行疏水改造,均匀负载铂纳米颗粒后制备了负载Pt的疏水氮化碳纳米片催化剂(Pt/o-PCN),疏水性的表面使气液固三相界面可以有效接触,提高了界面上CO2分子的浓度,降低了水分子的浓度,从而极大地促进了CRR,并抑制了HER,大大提高了含碳产物的产率,为提高光催化CRR的选择性提供了一种有效的方法。
AngLi*, Qian Cao, Guangye Zhou, Bernhard V. K. J. Schmidt, Wenjin Zhu,Xintong Yuan, Hailing Huo, Jinlong Gong*, Markus Antonietti*.Three-Phase Photocatalysis for the Enhanced Selectivity and Activity of CO2Reduction on Hydrophobic Surface. Angew. Chem. Int. Ed., 2019
DOI:10.1002/anie.201908058
https://doi.org/10.1002/anie.201908058

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