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生命科学学院教授许元红课题组在电催化固氮领域取得重要进展

日期:2019-03-06      来源:生命科学学院      作者:叶超     阅读:

新闻网讯 近日,生命科学学院教授、博士生导师、副院长许元红课题组在电催化固氮领域取得重要进展,相关成果以“High-performance Electrocatalytic Conversion of N2 to NH3 Using Oxygen-vacancy-rich TiO2 In-situ Grown on Ti3C2Tx MXene”为题发表在国际著名期刊Advanced Energy Materials上,该期刊影响因子为21.875。青岛大学为本文的第一作者单位和第一通讯单位,我校硕士研究生方艳峰、韩景瑞及南京工业大学的博士研究生刘再春为文章的共同第一作者,许元红及南京工业大学吴宇平教授为共同通讯作者(Yanfeng Fang, Zaichun Liu, Jingrui Han, Zhaoyong Jin, Yaqian Han, Faxing Wang, Yusheng Niu, Yuping Wu*, Yuanhong Xu*,DOI: 10.1002/aenm.201803406)。

氮是构成DNA、蛋白质等一切生物质的必需元素,也在塑料、纺织工业、农业和食品生产等诸多领域发挥着至关重要的作用。空气中78%是氮气,但氮气分子中很强的化学键使其难以被植物和人体直接吸收,因此,发展高产氨速率和高法拉第效率的固氮催化技术,意义非常重大。该研究受到二维材料Ti3C2Tx MXene纳米片表面含有热力学亚稳态过渡金属Ti原子这一“缺点”的启发,通过一步乙醇热的方法处理二维材料Ti3C2Tx MXene,在Ti3C2Tx纳米片上原位生成了富含氧空位的TiO2,将“缺点”转化为“优点”,成功制得了一种高效的电催化剂,用于氮气合成氨,在-0.55 V(相对于可逆氢电极,RHE)时,其产氨量可达到32.17µg h-1 mg-1cat.,在-0.45 V时,其法拉第效率高达16.07%,达到了同类行业报道的先进水平。并通过密度泛函理论计算进一步阐释了该催化剂的固氮机理。

许元红主要从事仿生催化与生物传感方面的研究,在Chemical Society Reviews (IF:40.182), Advanced Energy Materials (21.875), Advanced Functional Materials (IF:13.325), Nano Energy(IF:13.120)等期刊上发表SCI论文近90篇(第一及通讯作者54篇),ESI高被引论文2篇,h指数25;申请和授权发明专利19项,出版专著1部;以第一位或独立获得2018年中国分析测试协会科学技术奖一等奖、2018教育部霍英东教育基金青年教师奖二等奖等奖项3项;承担国家自然科学基金面上项目(2项)、青年基金项目(1项)、山东省省属高校优秀青年基金项目(1项)等共11项;所指导学生已有5名获得国家研究生学金;2017、2018年分别被评为青岛大学优秀研究生指导教师,2017年被评为青岛大学三八红旗手。

编辑:刘毅