2018年8月16日，买球的app排行榜前十名推荐邹金龙教授领导的科研团队在ACS出版的《Chemistry of Materials》上发表了题为“Carbon thin-layer-protected active sites for ZIF-8-derived nitrogen-enriched carbon frameworks/expanded graphite as metal-free catalysts for oxygen reduction in acidic media”的研究论文。

近年来，能源短缺造成环境污染进一步加剧。直接甲醇燃料电池（DMFCs）作为一种环境友好型储能技术，被研究者们广泛关注。发生于阴极的氧还原反应（ORR）由于动力学缓慢而成为了研究热点之一。铂（Pt）基催化剂一直被认为是优异的阴极催化剂，然而由于Pt基催化剂的稀缺性和高成本，且易发生甲醇（氧化反应）交叉污染，使得探索具有集活性，可用性（低成本）和耐久性于一体的可替代无贵金属催化剂变得更加迫切。

邹金龙教授研究团队从降低催化剂成本，提高载体稳定性和催化剂活性出发，研究出了耐酸耐甲醇的ORR催化剂。文中将膨胀石墨（EG）作为碳载体，ZIF-8作为主要N源，PVP作为表面活性剂，采用液体自组装和高温碳化的方法，制备出了ZIF-8衍生的富N无金属碳框架（Z8-NCF-P/EG）复合阴极催化剂。通过调控Z8-NCF-P/EG的结构，探究其结构与活性成分组成对ORR性能的影响，从而获得构效关系。通过该方法制备的催化剂Z8-NCF-P/EG具有微、中孔结构，有助于形成高的比表面积和良好分布的多孔3D网络，为氧气、电子和电解质提供了足够的输送通道和活性位点。该催化剂在酸性电解质中表现出与商业Pt/C（10％）相当的活性和更优异的甲醇耐受性和稳定性。多孔结构，高导电的碳骨架，PVP衍生碳层和丰富的N物种之间的协同效应促进了Z8-NCF-P/EG-10的ORR性能。这种富N无金属催化剂不仅表现出应用于DMFCs或其他酸性条件下的巨大潜力，而且还为合成一系列衍生于ZIFs的氮掺杂ORR催化剂建立了一个新的研究方向。

论文第一作者为买球的app排行榜前十名推荐环境科学学科在读硕士研究生陈珲。该项研究得到国家自然科学基金（21806031、51578218、51108162、）、黑龙江省自然科学基金（B201411），功能无机材料化学教育部重点实验室创新基金、十大正规买球的app排行榜“杰出青年”基金的支持。

Carbon thin-layer-protected active sites for ZIF-8-derived nitrogen-enriched carbon frameworks/ expanded graphite as metal-free catalysts for oxygen reduction in acidic media. Chemistry of Materials, 2018, 30(17): 6014-6025; DOI: 10.1021/acs.chemmater.8b02275.

文献链接：https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acs.chemmater.8b02275