2026-04-11 15:08:09
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據materialsviewschina報道:蒹(jian)葭(jia)蒼(cang)蒼(cang),白(bai)露(lu)為(wei)霜(shuang),所(suo)謂(wei)伊(yi)人(ren),在(zai)水(shui)一(yi)方(fang)。水(shui)是(shi)生(sheng)命(ming)之(zhi)源(yuan),她(ta)創(chuang)造(zao)了(le)繽(bin)紛(fen)多(duo)彩(cai)的(de)世(shi)界(jie),給(gei)予(yu)世(shi)間(jian)萬(wan)物(wu)生(sheng)命(ming),滋(zi)潤(run)著(zhe)萬(wan)物(wu)生(sheng)長(chang)。如(ru)今(jin),人(ren)類(lei)又(you)期(qi)待(dai)著(zhe)水(shui)賜(ci)與(yu)我(wo)們(men)更(geng)美(mei)好(hao)的(de)生(sheng)活(huo),我(wo)們(men)從(cong)水(shui)中(zhong)求(qiu)取(qu)清(qing)潔(jie)能(neng)量(liang)之(zhi)源(yuan):氫和氧。然而,溯洄從之,道阻且長。 我wo們men渴ke望wang了le解jie水shui的de內nei心xin世shi界jie,誰shui能neng打da破po水shui的de平ping靜jing?科ke學xue家jia們men致zhi力li於yu尋xun找zhao高gao效xiao電dian解jie水shui催cui化hua劑ji。電dian催cui化hua析xi氧yang反fan應ying在zai各ge類lei清qing潔jie與yu綠lv色se能neng源yuan存cun儲chu與yu轉zhuan換huan裝zhuang置zhi中zhong,如ru太tai陽yang能neng電dian池chi、燃料電池、金屬空氣電池、電dian解jie水shui裝zhuang置zhi等deng,發fa揮hui著zhe關guan鍵jian作zuo用yong而er得de到dao了le廣guang泛fan的de研yan究jiu。然ran而er其qi反fan應ying中zhong存cun在zai的de較jiao高gao過guo電dian勢shi及ji緩huan慢man的de動dong力li學xue反fan應ying速su率lv極ji大da的de限xian製zhi了le其qi在zai能neng源yuan轉zhuan換huan中zhong的de整zheng體ti效xiao率lv。目mu前qian,商shang業ye化hua析xi氧yang電dian催cui化hua劑ji仍reng依yi賴lai於yu貴gui金jin屬shuIrO2和RuO2。ranerguijinshuchuliangxishao,jiagegaoang,changqiyunxingguochengzhongwendingxingjiaochadengquexianxianzhileqiguangfanshijiyingyong。jiyuci,shejichuliangfengfu,chengbendilianbingjuyouyushangyehuaIrO2和RuO2相媲美的高效析氧電催化劑極其重要。 研究表明,尖晶石型二元過渡金屬氧化物因其高豐度、低毒性、豐feng富fu的de氧yang化hua還hai原yuan活huo性xing和he優you異yi的de穩wen定ding性xing等deng優you勢shi,是shi一yi類lei極ji具ju應ying用yong前qian景jing的de析xi氧yang電dian催cui化hua劑ji。然ran而er其qi自zi身shen較jiao差cha的de電dian導dao率lv限xian製zhi了le其qi電dian催cui化hua活huo性xing,因yin此ci,將jiang其qi與yu導dao電dian性xing優you異yi的de碳tan材cai料liao結jie合he是shi目mu前qian研yan究jiu的de熱re點dian。在zai各ge類lei碳tan基ji載zai體ti中zhong,一yi維wei碳tan納na米mi纖xian維wei具ju有you較jiao好hao的de電dian導dao性xing、較高的比表麵、較(jiao)短(duan)的(de)電(dian)子(zi)傳(chuan)輸(shu)路(lu)徑(jing)等(deng)優(you)勢(shi),在(zai)能(neng)源(yuan)與(yu)催(cui)化(hua)領(ling)域(yu)得(de)到(dao)了(le)廣(guang)泛(fan)的(de)關(guan)注(zhu)。但(dan)是(shi),常(chang)規(gui)的(de)將(jiang)尖(jian)晶(jing)石(shi)型(xing)過(guo)渡(du)金(jin)屬(shu)氧(yang)化(hua)物(wu)與(yu)碳(tan)納(na)米(mi)纖(xian)維(wei)耦(ou)合(he)的(de)研(yan)究(jiu)策(ce)略(lve)往(wang)往(wang)程(cheng)序(xu)複(fu)雜(za),成(cheng)本(ben)不(bu)經(jing)濟(ji),並(bing)且(qie)催(cui)化(hua)劑(ji)易(yi)於(yu)團(tuan)聚(ju)及(ji)脫(tuo)落(luo)。近(jin)年(nian)來(lai),靜(jing)電(dian)紡(fang)絲(si)技(ji)術(shu)具(ju)有(you)操(cao)作(zuo)方(fang)便(bian)、環境友好、可大規模生產等優點得到廣泛研究,在實際應用中極具吸引力和廣闊前景。 南京師範大學化學與材料科學學院唐亞文和徐林課題組應用靜電紡絲技術,將廉價的過渡金屬氧化物(CoFe2O4)原位錨定到氮摻雜的碳納米纖維中。通過簡易的高溫熱處理工藝,合成了一種新型的一維CoFe2O4@N-CNFs電催化劑。該催化劑在堿性測試條件下與商業化RuO2電催化劑相比,表現出較低的過電勢,較高的電流密度,較小的塔菲爾斜率,及在長期運行環境中優異的穩定性。特別是CoFe2O4@N-CNFs在30.0 mA cm-2的電流密度下,過電勢比商業化RuO2催化劑低186 mV;在1.8 V電勢下,電流密度比RuO2催化劑高3.4倍。CoFe2O4@N-CNFs電催化劑優異的析氧電催化性能歸因於活性位點高度均一分散,以及活性CoFe2O4納米粒子與氮摻雜的一維碳納米纖維獨特的結構優勢及協同效應。 研究者相信,這種通用、簡易、高效的研究製備工藝可推廣至實際生產應用,此研究將會為其他非貴金屬過渡金屬氧化物/碳納米纖維在能源存儲與轉換領域的應用提供新的思路。相關論文在線發表在 Advanced Science (DOI: 10.1002/advs.201700226)上,第一作者為南京師範大學化學與材料科學學院碩士研究生李同飛。