近日,催化领域知名期刊《Molecular Catalysis》发表了我院材料电化学与表界面工程课题组的最新研究成果,论文题目为“Rational design of oxygen-vacancy-rich palladium-based nanocatalysts supported on modified multi-walled carbon nanotubes with extraordinary stability for highly efficient methanol electrooxidation”。该研究以铜仁学院作为第一完成单位,我院外籍教师Amir Mahmoud Makin Adam为论文第一作者。《Molecular Catalysis》是催化科学领域的国际权威期刊,最新影响因子为4.9。
直接甲醇燃料电池(DMFCs)因其具备高能量密度、可在低温条件下运行以及燃料易于储存与运输等优势,被视为未来清洁能源技术的重要发展方向。然而,其阳极甲醇氧化反应(MOR)过程中,催化剂易受中间产物(如一氧化碳CO)毒化,导致催化活性降低和使用寿命缩短,长期制约着该技术的进一步发展。为应对这一关键科学挑战,我院Amir Mahmoud Makin Adam博士采用一种简便的室温共还原方法,成功将钯(Pd)、镉(Cd)和锡(Sn)三种金属均匀负载于经双重功能化修饰的多壁碳纳米管(DF-MWCNTs)载体上,制备出Pd-Cd-Sn/DF-MWCNTs三元金属纳米催化剂。该催化剂不仅具有超小粒径(约3 nm)和高比表面积,还展现出优异的电子结构调控能力及抗CO中毒性能。实验结果表明,该催化剂在甲醇氧化反应中表现出卓越的电催化活性,其质量活性达4561.96 mA mg⁻¹,为商用铂碳催化剂(Pt/C)的8.7倍,且显著优于相应的双金属Pd-Cd和Pd-Sn催化剂。尤为突出的是,在持续运行140,000秒后,催化剂仍保持高度的活性与稳定性,展现出良好的实际应用前景。本研究通过多种物理化学表征手段与电化学测试,系统分析了催化剂的结构、组成与其性能之间的关系,深入揭示了其高效甲醇氧化性能的作用机制,为推动直接甲醇燃料电池的实用化进程提供了重要的理论依据与技术参考。
Amir Mahmoud Makin Adam博士于2024年7月加入铜仁学院材料与化学工程学院,其研究方向聚焦于纳米化学与能源材料领域,近年来已在《Electrochimica Acta》《International Journal of Hydrogen Energy》《Journal of Alloys and Compounds》《Journal of Electroanalytical Chemistry》等SCI收录期刊上发表多篇学术论文。
(苏安康 图/文 一审:屈明和;二审:陈仕学;三审:郭雷)