菏澤校區(分院)在國際知名期刊《Chemical Engineering Journal》發表最新研究成果

發布時間:2025-04-03通訊員:出處:菏澤校區管委會供稿審核人:責任編輯:王炯垚訪問量:378

近日,菏澤校區(分院)在碳基雙原子位點材料的可控制備及鋅空氣電池應用方面取得重要研究進展,在國際知名期刊《Chemical Engineering Journal》(中科院一區,TOP期刊,IF=13.4)上發表題為“Synergistic effect of Cu and Fe on Chitosan-Glutamic Acid Hydrogel for Green Synthesis of N doped carbon with CuFe Dual Atomic Clusters for Zn-air batteries”的研究論文。王金博士為第一作者,菏澤校區(分院)為唯一通訊單位。該研究得到了齊魯工業大學(山東省科學院)科教產融合創新試點項目支持。


碳基雙原子位點材料因其原子級分散的活性位點和協同效應而備受關注,但精確調控配位環境及抑制金屬團聚仍具挑戰。本研究以殼聚糖-谷氨酸水凝膠為基底,開發了一種氮摻雜多孔碳負載銅鐵雙原子簇(CuFe AC@NC)的綠色合成策略。水凝膠中的氨基/羥基/羧基基團實現了雙金屬均勻分散,并有效抑制熱解過程中的團聚。實驗與理論計算表明:鐵元素誘導催化石墨化形成多級孔結構并提升氧還原反應活性,而銅元素通過調控電子態抑制鐵團聚。優化后的CuFe AC@NC展現出優異的氧還原性能,基于該催化劑組裝的鋅空氣電池具有1.470 V的高開路電壓、806.2 mAh g-1的高比容量及穩定循環特性。該研究不僅為雙金屬位點催化劑設計提供了綠色合成策略,同時揭示了結構-性能關聯機制,推動了低成本儲能系統的發展。


論文鏈接:https://doi.org/10.1016/j.cej.2025.161938


圖1 CuFe AC@NC材料的原子級分布

圖2 CuFe AC@NC材料的催化氧還原反應機理


綜合新聞

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