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这个院士课题组,同一天连发JACS和Nature子刊!

纳米人  · 公众号  ·  · 2024-08-09 08:50
    

主要观点总结

本文主要介绍了两项研究成果。第一项是关于HMF电催化加氢还原反应的研究,通过在Cu纳米线上担载Keggin型磷钼酸构筑PMo12/Cu团簇异质结催化剂,实现了高浓度条件下的高效转化。第二项研究是关于离子溶剂化膜的研究,利用西瓜皮膜的皮下组织通过纤维素纤维和果胶的协同作用构筑高性能离子溶剂化膜。

关键观点总结

关键观点1: HMF电催化加氢还原反应研究的关键点

PMo12/Cu团簇异质结催化剂在HMF电催化加氢还原反应中表现出优异的性能,实现了高浓度条件下的高效转化,法拉第效率达到98%,BHMF的产量达到4.35 mmol cm-2 h-1。

关键观点2: 离子溶剂化膜研究的关键点

利用西瓜皮膜的皮下组织通过纤维素纤维和果胶的协同作用构筑的连续氢键和微孔结构,实现了高性能离子溶剂化膜,具有低离子电阻和较高的离子选择性。

关键观点3: 研究的意义和价值

本研究不仅为HMF电催化加氢还原反应和离子溶剂化膜的研究提供了新的思路和方法,而且为电化学能源转化和存储器件的发展提供了重要的参考。


文章预览

5-羟甲基呋喃甲醛HMF(5-hydroxymethylfurfural)醛化合物的电催化加氢还原能够转化为高附加值有机醇。但是该反应伴随着严重的伴生反应,严重影响高浓度条件下的HMF催化转化。 有鉴于此, 西湖大学孙立成院士等 在Cu纳米线上担载Keggin型磷钼酸(PMo 12 ,H 3 PMo 12 O 40 ),构筑PMo 12 /Cu团簇异质结催化剂。 本文要点 1) 催化剂在HMF电催化加氢还原反应制备2,5-二羟甲基呋喃(BHMF, 2,5-bishydroxymethylfuran),达到超过预期的1 M反应物浓度。 在-0.3 V过电势进行电催化还原浓度为1.0 M HMF,PMo 12 /Cu电催化剂的法拉第效率达到98 %,BHMF的产量达到4.35 mmol cm -2  h -1 ,性能比Cu作为催化剂更好。 2) 反应机理和DFT理论计算结果说明,PMo 12 /Cu异质结界面是电催化反应的活性位点。通过独特的电子结构和几何结构,促进H 2 O分子解离和还原生成H*,减少还原HMF的反应能垒,因此 ………………………………

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