讲座题目1：具有超小尺寸或厚度的贵金属纳米材料的设计合成及其催化性质

主讲嘉宾：高传博教授

讲座主持：王铁军教授、刘全兵副教授

讲座时间：2019年12月9日（周一）上午10:00  

讲座地点：实验1号楼-602

讲座人简介：

高传博，2009年获上海交通大学应用化学博士学位和瑞典斯德哥尔摩大学结构化学博士学位。2010-2012年在美国加州大学河滨分校从事博士后研究工作。2012年9月起任西安交通大学前沿科学技术研究院教授。长期从事贵金属纳米材料的设计合成及其光学和催化性质的研究。在Chem. , JACS, Angew. Chem. , Nano Lett. , ACS Nano, Adv. Funct. Mater. 等国际知名学术期刊上发表研究论文60余篇，其中以第一或通讯作者身份发表论文45篇（含影响因子>10期刊论文20余篇，ESI高被引论文3篇），SCI引用2000余次。研究成果被国际光电工程学会(SPIE)，Materials Views China, 《科技日报》、《中国科学报》等学术组织和媒体报道。

报告摘要：

具有超小尺寸或厚度的贵金属纳米材料是一类重要的催化剂，其超小尺寸不仅有利于贵金属原子的表面暴露，还可引起电子结构的显著变化，产生优异的催化性质。我们引入反相胶束作为纳米反应器，实现了贵金属纳米粒子的尺寸超小化（亚纳米~3 nm）及其精准调控，揭示了这些纳米粒子在有机催化、气相催化和电催化析氢等反应中显著的超小尺寸效应，使之成为高效贵金属催化剂设计的一般策略。我们还提出了新颖的配体辅助的贵金属纳米材料的合成方法。基于该方法，首次抑制了置换反应，实现了一类以相对活泼金属为核、贵金属为壳的新型纳米结构的合成，为超薄贵金属纳米材料提供了低成本可控合成路线；首次通过化学镀机制克服了不同金属盐的还原电位差，提出了超细贵金属-非贵金属合金纳米材料的水相合成新途径。由于超小尺寸、可控的晶面结构、合金化及核壳协同效应，该类材料在氧还原、醇氧化和析氢等一系列能源电催化反应中显示出优异的催化活性。

讲座题目2：质子膜燃料电池非铂氧还原催化剂设计

主讲嘉宾：水江澜 教授

讲座主持：王铁军教授 、刘全兵副教授

讲座时间：2019年12月9日（周一）上午11:00  

讲座地点：实验1号楼-602

讲座人简介：

水江澜，北京航空航天大学材料科学与工程学院，教授，博导，第十一批“国家高层次人才计划”。本科就读于天津大学，先后于中国科学技术大学(2006年)和美国罗切斯特大学(2010年)获双博士学位，随后在美国阿贡国家实验室和凯斯西储大学进行了博士后研究，2014年回国入职北航。研究领域聚焦质子膜燃料电池和电催化剂。迄今已发表SCI论文60余篇，包括Nat. Catal. , Nat. Commun. , Sci. Adv. , PNAS, J. Am. Chem. Soc. , Adv. Mater. , Adv. Energy Mater. , Angew. Chem. Int. Ed. , ACS Nano, Nano Lett. 等国际著名期刊；高被引论文8篇；获2016 R&D 100奖；授权美国发明专利一项，出版专业书籍一章。

报告摘要：

目前质子膜燃料电池(PEMFC)大规模应用受限于资源稀缺的铂基氧还原(ORR)催化剂，开发高效、稳定的非铂ORR催化剂有望从根本上解决这一问题。本课题组聚焦非铂催化剂活性和稳定性开展了系列研究。我们制得M-N-C(M=Fe, Co)单原子催化剂，研究决定活性点结构的关键制备参数，催化剂形貌与活性点利用率的关系，以及活性点结构、利用率与电池性能的关系。设计的凹面Fe-N-C催化剂在活性点高浓度基础上，增强了传质和活性点利用率，率先达到DOE制定2018年活性目标。然而，困扰非铂催化剂的最大难题是稳定性不足，尤其是高活性Fe-N-C材料。我们首次提出对FeN4活性点进行单原子修饰的办法，促进双氧水还原，使得Fe-N-C燃料电池稳定性提高一倍。此外，我们首次展现了碳基metal-free催化剂，氮掺杂石墨烯和石墨烯纳米带边缘Zigzag型缺陷碳，具有明显优于Fe-N-C的电池稳定性，以及可观的功率性能，这一发现为开发酸性环境下高稳定性非铂催化剂提供了契机。