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Controlled Assembly of Nanoparticles for Electrocatalytic Reactions
Controlled Assembly of Nanoparticles for Electrocatalytic Reactions
教师介绍
孙守恒,1984 年毕业于四川大学,获学士学位;1987 年毕业于南京大学,获硕士学位。之后留在南京大学配位化学研究所担任助教和讲师。1992 年到美国布朗大学化学系读博,1996 年获博士学位, 同年加入IBM T. J. Watson 研究中心。2005 年回到布朗大学任終身副教授,2007 年晋升为正教授。他是Vernon K. Krieble 化学教授和工程教授,布朗大学分子和纳米创新研究所副主任,英国皇家化学会期刊 Nanoscale 的副主编及英国皇家化学学会 Fellow。他主要从事功能纳米材料的研究,在纳米粒子控制合成、自组装和表面功能化等方面开展了一系列研究工作。展示了可应用于高密度磁记录和复合永磁的磁性纳米粒子超结构,合成了可用于活体内肿瘤特异性靶向和抗癌药物输运的纳米颗粒,制备了尺寸,形状,组份和结构可控的各种新型金属合金纳米颗粒作为能源转化的催化剂。他在 Science、Nature 及子刊、JACS、Angew. Chem. Int. Ed.等杂志发表论文 260 余篇,被引用超过 40000 次。目前承担着来自于美国能源部,陆军研究室,美国化学学会等资助机构的研究课题。

本讲教师:孙守恒
所属学科:理科
人  气:1166

课程介绍
Recent advance in solution phase synthesis has made it possible to obtain nanoparticles (NPs) with their dimensions controlled at near-atomic precision for catalytic applications. In this talk, I highlight two examples demonstrated in our lab on the synthesis and self-assembly of Co-, and Cu-based NPs for enhanced electrocatalytic reactions. Monodisperse Co NPs were synthesized via thermal decomposition of cobalt carbonyl and assembled at water-air interface on a glass carbon (GC) plate and their catalysis for oxygen evolution reaction.These Co NPs were further stabilized against oxidation via reductive annealing at 600°C. When employed as the catalyst for electrochemical oxidation reaction in 0.1 M KOH, the monolayer Co NPs show 15 times higher turnover frequency (TOF) (2.13 s-1) and mass activity (1949 A/g) than the same NPs deposited on conventional carbon black at the overpotential of 0.4 V. These Co NPs are a promising new class of noble-metal-free catalyst for water-splitting. Monodisperse Cu NPs assembled on pyridinic-N rich graphene (p-NG) show much enhanced catalysis for selective electrochemical reduction of CO2 to ethylene (C2H4). At -0.9 V (vs reversible hydrogen electrode), the C2H4 formation Faradaic efficiency and hydrocarbon selectivity reach 19% and 79% respectively. The work demonstrates a new strategy to improve Cu NP catalytic activity and selectivity for electrochemical reduction of CO2 for sustainable chemistry and energy applications.

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