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γ-VOOH空心纳米结构合成及其全电解水催化应用研究进展

        王周成教授课题组在高效全电解水催化制氢气和氧气的研究方面取得新进展,相关结果以 “Efficient Overall Water Splitting Electrocatalysis UsingLepidocrocite VOOH Hollow Nanospheres” 为题,发表在《德国应用化学》(Angew. Chem. Int. Ed., DOI: 10.1002/anie. 20160211)。

       本研究控制合成了空心纳米结构γ-VOOH,并首次研究了其在全电解水催化中的应用。课题组成功以偏钒酸铵、盐酸和水合肼为原料,通过调节水热时间和温度得到了实心和空心纳米结构的γ-VOOH。通过对比不同结构γ-VOOH电催化的性能,发现水热温度为160 ℃、时间为8h所得到的产物电催化性能最佳。在1M KOH溶液中,电解水析氧驱动电流密度为10 mA cm-2、所需过电位为270 mV, 电解水析氢驱动电流密度为10mA cm-2、所需过电位为164 mV。以γ-VOOH为阴极和阳极在碱性条件下全电解水,发现驱动电流密度为10mA cm-2、所需槽电压仅为1.62V,表现了优良的全电解水催化性能。该研究工作在钒基催化剂全电解水制氢和制氧方面提供了新思路。

      研究工作在王周成教授和梁汉锋博士的共同指导下完成,由2014级硕士生石欢欢和明芳望共同完成γ-VOOH的合成、电催化及表征。研究工作得到了国家自然科学基金委(项目批准号:51372212)的资助。

       论文链接:http://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/anie.201610211/full


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