报告题目：金属纳米催化剂原子尺度精准调控及其小分子活化研究
报 告 人：中国科学技术大学 吴宇恩 （优青、万人计划青年拔尖）
时   间： 2018年5月12日（星期六）上午9:30
地   点：大学城B5副楼-3楼会议室

欢迎广大师生参加。
 
                                   材料科学与工程学院
                                         2018年5月7日


报告人简介：
吴宇恩，广西桂林人，现为中国科学技术大学化学系教授，博士生导师。2009年本科毕业于清华大学化学系。2014年在清华大学化学系获得博士学位，师从李亚栋院士。2014年9月至今在中国科学技术大学化学系工作。一直专注于纳米晶催化剂的可控制备，并将结构确定的金属纳米催化剂应用于能源相关的催化反应中，研究其构效关系，对于功能纳米材料的控制合成和结构与性能的关系有丰富的经验和深入的思考。近年来，专注于金属单原子、团簇催化剂的合成方法学研究，并将催化剂应用于以燃料电池相关的小分子活化反应研究，以第一/通讯作者发表学术论文20余篇，包括Chem. Soc. Rev. 1篇、Nature Commun. 2篇、J. Am. Chem. Soc. 7篇、Angew. Chem. Int. Edit. 6篇等，论文共计SCI引用1100余次。2015年获得基金委优秀青年基金资助，2017年获国家重点研发计划纳米专项青年项目资助并任首席, 2017年获得中组部青年拔尖人才资助。担任国际重要期刊Science Bulletin 副主编，Science China Materials 编委。


报告摘要：
吴宇恩教授课题组，以锌钴双金属MOF作为前驱体，通过双溶剂法吸附铁盐，在高温环境下，Fe 3+被周围石墨化的C逐渐还原并与邻近的Co成键，从而形成Fe,Co双金属活性位点。同时，Fe催化载体生成氮掺杂的石墨化碳，并分解释放C和N的碎片，加速金属-咪唑-金属键的断裂，从而迫使MOF内产生空隙。最终在Kirkedall的作用下形成了空洞结构。通过球差电镜，同步辐射，穆斯堡尔谱等多种手段表征了该双原子材料是Fe,Co成键并与周围N配位的结构。通过理论计算表明Fe-Co键的存在更有利于O-O键的断裂，该结构使得催化剂在氧还原反应中有很高的活性。在酸性氧还原反应中表现出半波电位为0.863 V, 起始电位为1.06 V, 且0.9 V 下的电流密度为2.842 mA cm-2, 并稳定循环5万圈的优异性能。在氢氧燃料电池中最高输出功率高达0.98 W cm-2。在氢空燃料电池中最高输出功率0.51 W cm-2并稳定运行100小时以上。是目前已报道非Pt催化剂中，该双原子材料的氢空燃料电池的性能最高，并将已有的最高活性提高25 %。