近日，鄭州大學(xué)化學(xué)學(xué)院臧雙全教授課題組在二氧化碳還原和析氧反應(yīng)催化方向連續(xù)取得積極進(jìn)展。研究成果相繼發(fā)表在化學(xué)材料類頂尖期刊《Advanced Materials》上，其中論文 “Integrating Single Atoms with Different Microenvironments into One Porous Organic Polymer for Efficient Photocatalytic CO2 Reduction”的第一作者為化學(xué)學(xué)院碩士研究生董曉玉，通訊作者為臧雙全教授和王珊博士；論文“Manipulating the Local Coordination and Electronic Structures for Efficient Electrocatalytic Oxygen Evolution”第一作者為化學(xué)學(xué)院師資博士后吳志鵬博士，通訊作者為臧雙全教授和樓雄文教授。鄭州大學(xué)化學(xué)學(xué)院為兩篇論文的第一通訊單位。

近年來(lái)，全球經(jīng)濟(jì)和科技的飛速發(fā)展，以及日益嚴(yán)峻的環(huán)境污染使得當(dāng)今社會(huì)對(duì)可再生能源的需求日益增長(zhǎng)。其中利用太陽(yáng)能將二氧化碳（CO2）轉(zhuǎn)化為一氧化碳（CO）和其他增值化學(xué)品成為能源催化領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)。該研究工作開(kāi)發(fā)了同時(shí)包含M-N4和M-N2O2單原子位點(diǎn)的多孔有機(jī)聚合物作為光催化CO2催化劑。結(jié)合對(duì)照實(shí)驗(yàn)和理論研究發(fā)現(xiàn)， M-N2O2具有比傳統(tǒng)的Ni-N4部分更高的催化活性，為設(shè)計(jì)和合成用于高效CO2還原的單原子催化劑提供了新思路。

電解水裝置和金屬空氣電池等諸多新能源轉(zhuǎn)化和儲(chǔ)存裝置都涉及到了一個(gè)非常重要的化學(xué)反應(yīng)，即析氧反應(yīng)（OER）。然而，目前科學(xué)界對(duì)析氧反應(yīng)機(jī)理缺乏足夠深入和全面的認(rèn)識(shí)，因而重要的新能源裝置的大規(guī)模商業(yè)化應(yīng)用受到了極大限制。該課題組的另一項(xiàng)研究工作是以鎳鐵雙金屬基硒化物作為模型催化劑，深入探索非貴金屬基析氧反應(yīng)催化劑的反應(yīng)機(jī)理，揭示了催化劑局部結(jié)構(gòu)的扭曲和高度無(wú)序是該催化劑表現(xiàn)出優(yōu)異析氧反應(yīng)活性的重要原因。該研究對(duì)于析氧反應(yīng)催化劑的合理設(shè)計(jì)具有很好的借鑒意義。

以上工作得到了國(guó)家自然科學(xué)基金重大研究計(jì)劃重點(diǎn)支持項(xiàng)目、國(guó)家自然科學(xué)基金杰出青年基金項(xiàng)目、國(guó)家自然科學(xué)基金青年基金項(xiàng)目，河南省教育廳創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)項(xiàng)目基金，中國(guó)博士后科學(xué)基金項(xiàng)目以及新加坡教育部學(xué)術(shù)研究基金的資助。

文章鏈接：

https://doi.org/10.1002/adma.202101568

https://doi.org/10.1002/adma.202103004