近日,我校化学化工学院硕士研究生高文杉在电催化还原co2领域取得重要研究进展,研究成果以“ligand protection strategy for highly selective and stable electrochemical co2 methanation”为题发表在国际顶级期刊《angew. chem. int. ed.》。该论文我校为唯一完成与通讯单位,翟艳玲教授和郭伟伟副教授为共同通讯作者,第一作者为我校2024级硕士研究生高文杉,共同一作为我校材料科学与工程学院朱志军副教授(负责理论计算部分),该工作得到了国家自然科学基金等项目的资助。
大规模电化学co2甲烷化是实现碳中和极具前景的途径之一。构建高效且稳定的催化位点对于实现co2向ch4的转化至关重要。在此,我们设计了一种负载于氧化镧(la2o3)并经己硫醇(ht)分子功能化的含氧铜团簇催化剂(ht@o-cuc/la2o3),该催化剂实现了77.8%的甲烷法拉第效率(fech4)和389.2 ma cm-2的分电流密度,并在长达250小时的运行过程中表现出优异的稳定性。硫醇配体通过s原子配位修饰于o-cuc与la2o3的界面,促进了la与cu位点之间的电子转移,并建立起一个稳定的电子补充通道,从而在电催化过程中持续稳定低配位的cuδ (0.4 < δ < 0.5)活性态。机理研究表明,配体修饰优化了cu位点对*co的吸附,并引导*cho的加氢路径向*ch2oh转变,电子通道效应增强了cu-c键能,有利于*oh的解吸。同时,la介导的水活化为反应提供了大量质子,推动了*ch2–*ch3–*ch4的定向氢化过程,从而实现了高选择性的ch4生成。

分子测量学研究院成立以来致力于电化学材料合成与绿色催化、单原子仿生催化界面分子测量等研究。研究院注重人才培养质量,成效突出:近三年已有8人考取985高校博士研究生(8/9),6人获得国家奖学金、1人获得山东省研究生创新成果奖,另有多人次获研究生学业奖学金。科研创新方面:2024年以来在angewandte chemie international edition(4篇)、science bulletin、acs nano、applied catalysis b: environment and energy、nano letter、advanced functional materials、analytical chemistry、chemical science等国际知名刊物发表论文40余篇。另外,翟艳玲教授牵头团队申报的“原位动态分子测量技术在材料表界面反应中的应用研究”项目喜获2025年中国分析测试协会科学技术奖(caia奖)二等奖。未来研究院将进一步夯实科研基础,力争培养更多具有创新能力的优秀人才。
论文链接:https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/anie.7136576