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科研成果

李芳/林海莉团队在《Applied Surface Science》发表稀土轨道耦合调控镍基氢氧化物高效电催化乙二醇氧化研究新进展

来源: 发布时间:2026-07-17 20:09:17 浏览次数: 【字体:

发展生物质电化学转化是推进双碳目标的重要路径,乙二醇电催化氧化(EOR)可制备高值甲酸盐、适配生物质燃料电池,但现有催化体系存在动力学缓慢、催化剂易中毒、C-C键断裂效率低等难题,传统Ni(OH)2导电性差、中间体吸附失衡,性能受限。

针对上述瓶颈,团队在《Applied Surface Science(中科院二区,影响因子6.6发表研究论文《Eu(OH)3-Ni(OH)2 heterostructure with Ni 3d–O 2p–Eu 4f orbital coupling for efficient electrocatalytic ethylene glycol oxidation》(2026DOI:10.1016/j.apsusc.2026.167642),提出稀土三元轨道耦合界面调控新策略。

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团队采用两步水热法在泡沫镍原位制备Eu(OH)₃-Ni(OH)₂异质结。XPS、同步辐射与DFT计算表明,Eu3半满4f⁷轨道可通过桥氧O 2p构建Ni 3d–O 2p–Eu 4f三元轨道耦合,实现EuNi定向电子转移,优化Ni d带中心,弱化乙二醇C-C键,降低反应能垒。

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电化学测试显示,Eu(OH)3-Ni(OH)2 -NF1030 mA cm⁻²电位仅1.31 V1.37 V vs RHE,塔菲尔斜率81.7 mV dec⁻¹,活性位点更多、电荷传输更快。原位红外与核磁明确分步氧化路径,该催化剂乙二醇转化率98.3%,甲酸盐选择性96.9%,且循环性能稳定。

论文第一作者为淮北师范大学能源科学与工程学院2024级研究生杜鹏飞,通讯作者为淮北师范大学能源科学与工程学院李芳博士、林海莉教授、香港理工大学王阳副教授。本研究得到绿色与精准合成化学及应用教育部重点实验室自主课题、国家自然科学青年基金、广东省基础与应用基础研究基金等项目支持。 

文章链接:https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S0169433226018465

作者简介李芳https://nyxy.chnu.edu.cn/szdw/szjk/js1/content_132947

     林海莉https://nyxy.chnu.edu.cn/szdw/szjk/js/content_132913

 

(文、图:李芳/审核:张永兴/审校:曹静/终审:谢红霞)


终审:能源科学与工程学院
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