燕大教授合成大數值長徑比鉑納米線 重要進展

2021-01-07 長城原創

　　長城網7月5日訊(姜文超 張世豪)6月28日，燕山大學環境與化學工程學院高發明教授課題組在《美國化學會志》(Journal of the American Chemical Society，簡稱JACS)上發表了關於超細鉑納米線研究方面的重要成果。該研究成果利用胰島素纖維的線性結構以及特定的活性基團誘導合成直徑僅為1.8nm、長徑比大於104的超細、超長鉑納米線。迄今為止，合成如此大數值長徑比的超細鉑納米線在國際上尚屬首例。

　　金屬鉑性能優異，用途廣泛，但其資源卻非常有限。為了解決此問題，人們採用鉑的納米化來提高其性能，減少其用量。鉑納米線因其具有較大的長徑比、較少的缺陷位點、較少的晶界以及較多的表面原子，呈現很高的催化活性，可以極大地減少鉑催化劑的用量，在燃料電池、生物傳感器、石油化工等領域具有十分廣闊的應用前景。合成高質量的鉑納米線、最大限度地提高鉑催化劑的性價比已經成為世界科學研究的熱點和工業競爭的焦點。目前國際上合成的鉑納米線存在直徑較粗或長徑比較小、產率不高之不足，製備既有超細直徑又具高長徑比的高質量鉑納米線仍然面臨極大挑戰。

　　在這篇題為「胰島素類澱粉纖維：控制合成具有較高電催化活性的超細超長鉑納米線的傑出平臺(英文題目為Insulin Amyloid Fibris: An Excellent Platform for Controlled Synthesis of Ultrathin Superlong Platinum Nanowires with High Electrocatalytic Activity)」的研究論文中，高發明教授課題組發展了一種基於生物蛋白分子誘導控制合成超細鉑納米線的新方法，該項研究在超細、超長鉑納米線的可控合成以及性能研究方面取得了新進展。製備的超細鉑納米線經循環伏安測定，其對甲醇氧化反應的單位面積催化活性相比於市售的鉑碳催化劑提高了18%，顯示出優良的催化活性，在工業催化和分析檢測等領域具有廣闊的應用前景。

　　《美國化學會志》由美國化學會創辦，SCI影響因子高達9.907，是學術界化學類的頂尖雜誌。該成果的發表標誌著高發明教授課題組在超細鉑納米線的研究方面取得了重要進展。

　　高發明教授課題組近年來致力於生物大分子輔助控制合成無機納米材料的研究，合成了一系列性能優良的可用於磁、催化以及生物醫療等領域的多結構無機納米材料，相關成果分別發表於影響因子為5.925的《歐洲化學》(《Chem. Eur. J.》)、影響因子為4.805的《物理化學C》(《 J. Phys. Chem. C》)、影響因子為3.287的《納米粒子研究》(《J Nanopart Res.》)等學術期刊，同時獲批國家發明專利5項，在國內外產生了重要的學術影響。

相關焦點

  • 復旦大學在超分子組裝合成新型半導體納米線氣敏材料研究取得進展
    科學家師法自然，藉助各種非共價鍵作用和超分子組裝仿生合成了大量具有新穎結構和獨特性能的自組裝納米材料。作為一類重要的納米結構材料，半導體納米線（semiconductor nanowires）因其獨特的電學、光學、熱學以及電化學特性日益成為國際納米科學領域的前沿研究課題。半導體納米材料與器件涉及化學、材料科學、微電子、信息科學以及生物醫學諸多學科，並在新能源、智能納米傳感器等領域具有廣泛應用前景。
  • 王智傑課題組採用陽極氧化鋁模板技術合成超長Cu2O納米線陣列
    為了解決這一問題，通過合成獨特形貌的電極是從根本上提高光催化分解水效率的一種有效方法，這主要基於其結構上（大小和形狀）的獨特優勢。納米線作為一種典型的納米結構，已經在各種半導體中成功製備出來，用以提高其光電化學性能。 Cu2O因具有良好的直接帶隙（2.1 eV），而成為一種極受關注的光能轉換材料。此外，與其他P型光電化學材料相比，銅含量豐富，製備成本低。
  • 合肥研究院在銀納米線透明導電薄膜研究方面取得系列進展
    然而，目前限制銀納米線透明導電薄膜實際應用的瓶頸問題不是其導電性差和可見光透過率低，而是方塊電阻的均勻性差和霧度大，而解決這兩個問題的關鍵在於能否得到性能優異、穩定的塗布液。目前，國際上相關領域的研究主要集中於提高薄膜的導電性和可見光透過率，而對薄膜方塊電阻的均勻性以及霧度過大的問題關注的並不多，特別是針對塗布液性能的研究報導非常少，嚴重製約了銀納米線在主流電子產品中的規模化應用。
  • :含有高密度缺陷位點的銀納米線的合成
    近來，西安交通大學金明尚（通訊作者）提出了一種高效合成具有高密度缺陷位點納米材料的方法。文中介紹，使用具有一維孔道結構的分子篩SBA-15做為模板劑吸收銀離子，然後再將銀離子還原成銀，而說的到的銀納米線表面便具有告密的的缺陷位點。利用此種銀納米線做為催化劑催化矽烷轉化，測試得到的轉化頻率（TOF）是目前所有銀催化劑中最高的。
  • 我開發出超穩定三維鉑銅納米線催化材料
    本文轉自【科技日報】；科技日報呼和浩特6月7日電 （記者張景陽 通訊員胡紅波）記者7日從內蒙古大學獲悉，該校王勤教授團隊聯合吉林大學移動材料教育部重點實驗室等多個國家重點實驗室開發出一種超穩定的三維鉑銅納米線催化材料，該材料具有超細尺寸、自支撐的剛性結構並且表面富含大量銅空位缺陷
  • 中國成功合成二十四面體鉑納米晶體
    東北網雙鴨山7月24日電　隨著電化學製備催化劑方法的誕生，我國科學家最近合成了新型的鉑納米材料催化劑，實現了在催化活性、穩定性和效率上的提高，這是我國在鉑納米材料催化劑製備方法上的重大突破。　　鉑納米材料是一種能夠提高一些重要化學反應效率的催化劑，良好的性能已使其成為催化劑家族的新寵。
  • 質子交換膜燃料電池陰極催化劑研究取得重要進展
    近日，中國科學技術大學合肥微尺度物質科學國家研究中心和化學與材料科學學院曾傑教授課題組與湖南大學黃宏文教授合作，研製了一種兼具優異的催化活性及穩定性的質子交換膜燃料電池陰極催化劑。但是質子交換膜燃料電池的陰極端氧還原反應的動力學十分緩慢，需要使用大量貴金屬鉑納米催化劑作為電極催化劑來維持質子交換膜燃料電池的高效運轉，這使得質子交換膜燃料電池的成本十分高昂，限制了其大規模商業化應用。為此，減少質子交換膜燃料電池中貴金屬鉑的用量具有重要意義。在鉑基催化劑中，提高鉑基催化劑在氧還原反應中的質量活性以及催化穩定性是降低貴金屬鉑用量的途徑。
  • 北京大學徐洪起教授參與InP納米線太陽能電池研究
    日前，來自瑞典隆德大學的科學家日前研製出了效率13.8%的磷化銦(InP)納米線太陽能電池，已經達到與平板InP電池相近的水平。其研究結果已經發表在新一期科學雜誌上。據悉，提高光伏器件的太陽能至電能的轉化效率是當代新能源領域的一個重要研究課題。目前常用的太陽能電池板組件多採用矽材料、半導體合金薄膜、導電有機材料等製作， 轉化效率較低。近10年來，國際上一些大的光伏企業和研究機構正在研究基於半導體納米線這種新型材料結構製作高性能光伏器件的原理和技術。
  • 燕大百年:唯願「因真理得自由以服務」長存於心
    就在這一天，原燕京大學社會系教授、民進中央副主席雷潔瓊在北大貝公樓大禮堂宣布，燕京大學北京校友會成立。這一天，成為燕大校友「公開」活動之始。此前，四五十位老燕大校友不定期在中山公園來今雨軒小聚。聯繫人是陳鼎文，黃華、陳翰伯、吳世昌、朱啟明等知名校友是積極參加者。
  • 中國科大在揭示水熱合成的流體行為研究中取得重要進展
    為了有效地控制水熱合成產物的質量，對其中傳熱傳質過程的認識和理解就顯得尤為重要。因密封的水熱反應釜以及高溫高壓條件，難以實現原位觀察。因此，如何打開這個「黑匣子」已成為水熱合成研究領域所面臨的挑戰。近日，中國科學技術大學俞書宏院士團隊與我校工程科學學院丁航教授課題組和吳恆安教授課題組合作，在間歇式水熱合成的流體行為研究領域取得重要進展。
  • 鈣鈦礦納米線中載流子定向輸運研究取得新進展
    鈣鈦礦納米線中載流子定向輸運研究取得新進展   記者劉萬生
  • 北大徐洪起教授參與InP納米線太陽能電池研究
    索比光伏網訊: 日前瑞典隆德大學研製出效率13.8%的磷化銦(InP)納米線太陽能電池進行了報導，根據北京大學消息，該校物理電子學研究所「千人計劃」教授徐洪起與瑞典、德國的科學家共同參與了這一研究合作，在採用外延生長III-V族半導體納米線技術製作高性能光伏器件的研究上獲得重要進展。
  • 微電子所在新型矽基環柵納米線MOS器件研究中取得進展
    兩種高k金屬環柵納米線電晶體都表現出很好的器件特性，其中通過氧化製備的「倒水滴形」環柵納米線電晶體在16nm物理柵長（對應5nm及以下技術代）下，獲得器件亞閾值特性SS = 61.86 mV/dec 和DIBL = 6.5 mV/V，電流開關比大於1E8。
  • 模擬生物礦化合成碳酸鈣礦物材料研究獲重要進展
    首頁 » 人物 » 模擬生物礦化合成碳酸鈣礦物材料研究獲重要進展 模擬生物礦化合成碳酸鈣礦物材料研究獲重要進展 來源：合肥微尺度物質科學國家實驗室
  • 中國學者研製出一種新型納米線催化劑 直徑僅有一納米
    中國學者研製出一種新型納米線催化劑 直徑僅有一納米 來源：中國新聞網 • 2018-12-05 08:37:34
  • 中國學者研製出直徑僅1納米新型納米線催化劑
    中新網合肥12月4日電(記者 吳蘭)記者4日從中國科學技術大學獲悉，該校合肥微尺度物質科學國家研究中心曾傑教授課題組與湖南大學黃宏文教授合作，研製出一種新型納米線催化劑，該納米線的直徑僅有一納米。但質子交換膜燃料電池的陰極端氧還原反應的動力學十分緩慢，需要使用大量貴金屬鉑納米催化劑作為電極催化劑來維持電池的高效運轉，這使得質子交換膜燃料電池的成本十分高昂，限制了其大規模商業化應用。目前，許多已報導的鉑基催化劑擁有卓越的質量活性，但其中絕大部分催化劑的穩定性不夠，這是由於高質量活性所依賴的結構在熱力學不能夠穩定存在，研製兼具高質量活性和優良的穩定性的鉑基催化劑極具挑戰性。
  • 【納米】超長金屬納米線
    近日，加州大學洛杉磯分校的李曉春教授團隊通過對金屬材料進行納米顆粒摻雜，實現了一種超長金屬納米線的製備，該工藝大大突破了以往高通量金屬微納米線製造的極限，成功實現了超1.8 × 106長寬比、170納米尺寸金屬線高通量製備。
  • 中國科大研製出直徑1納米的納米線催化劑—新聞—科學網
    本報訊（記者楊保國）近日，中國科學技術大學合肥微尺度物質科學國家研究中心教授曾傑課題組與湖南大學教授黃宏文合作，研製出一種兼具優異的催化活性和穩定性的質子交換膜燃料電池陰極催化劑
  • 蘇州大學科研團隊在多組分鉑基納米材料研究上取得突破性進展
    交匯點訊 鉑基納米材料在越來越多的能源和催化領域中展現出良好的應用潛力，因此鉑基納米材料的可控制備及其能源催化應用研究具有十分重要的科學意義和社會價值。蘇州大學材料與化學化工學部黃小青教授帶領的團隊在該領域取得突破性進展，近日，團隊開展的「面向燃料電池應用的多組分鉑基納米材料研究」榮獲2019年度江蘇省科學技術獎一等獎。