“导师大讲堂”第二十二讲：构筑金属纳米粒子（MNP)/金属单原子（MN4)复合活性位（MNP/MN4）
讲座时间：2023-08-28 09:30:00
讲座地点：金沙 A213
主讲人：姜艳霞
主讲人简介：姜艳霞，厦门大学化学化工学院，教授。近年来研究工作侧重
纳米材料、电催化和表面科学的交叉研究，致力于从原子排列
结构层次和分子水平研究具有高活性的铂基合金电催化剂对有
机小分子氧化和氧还原的反应过程和机理；以及碳基纳米电催
化剂的对氧还原的性能，活性位和衰减机制。已在包括 Angew. Chem. Int. Ed.、J. Am. Chem. Soc.、Energy & Environmental
Science 等期刊上发表 SCI 收录文 140 余篇。以第五完成人获国
家自然科学奖二等奖 1 项、教育部科技奖 1 项。于 2005 年起
担任光谱学与光谱分析期刊编委，2010 年起担任电化学期刊编
委。
讲座内容：
通常认为，金属氮碳(MNC)催化剂中含有金属纳米粒子(MNP)不利于催化酸性介质中的氧还原反应(ORR)，但在碱性介质中，MNP能协同增强ORR活性。我们通过调控Zn-ZIF和Fe或Co盐前驱体，构筑MNP和FeN4或CoN4单原子协同作用的复合活性位点(MNP/MN4)，运用STEM、EDS和HAADF-STEM，直接观察到均匀分散的MNP、Fe或Co单原子，以及它们共存的区域，证明了MNP/MN4复合活性位点的成功构建。实验和DFT计算结果均表明，MNP/MN4优异的ORR性能源于MNP和FeN4(或CoN4)的协同作用活化了吸附态O2的O-O键，使O2从端吸附方式变为侧边吸附方式，将O-O键拉长至1.422 Å，使氧气解离能降低至0.64 eV，从而使得直接四电子途径可以在复合活性位上发生，有效抑制了过氧化氢活性氧物种的生成，提高了催化剂的稳定性。