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王欢研究员，南开大学

报告时间

2025年11月3日上午9:20-9:35

报告地点

行政楼407

报

告

内

容

简

介

报告内容

基于两电子还原路径利用可再生能源产生的电能将CO₂和O₂转化是一种绿色制备化学品的重要途径。其中，碳基催化剂具有化学惰性、高效的电子传输能力及结构易调等特点，极具潜力的候选材料，也是研究电催化机理的理想模型。但本征碳材料催化活性低，CO₂/O₂在三相界面传质慢等问题，限制了电催化性能。针对上述关键科学问题，我们以石墨烯、碳纳米管、石墨炔等新型纳米碳材料为研究对象，通过发展可控的合成方法和化学修饰策略，提高碳材料的本征催化活性，并结合界面调控策略，增强传质过程，提高电催化性能，并以sp²和sp碳材料为模型体系，揭示电催化CO₂/O₂还原过程中的能质传递规律。主要包括：1）建立了前驱体调控的配位-掺杂一体化生长方法，实现了对石墨烯金属掺杂位点的精准调控，激活了惰性碳基面，构筑了系列碳材料限域单原子催化模型，解析了从生长参数–电子结构–性质–CO₂电还原性能的构效关系，阐述了前驱体分子构型和结构对活性位点电子结构和CO₂电还原选择性的决定性作用。2）基于化学气相沉积生长策略和自组装方法可控制备界面CO₂浓度梯度层，通过调控碳纳米管长度有效缩短传质边界层，增强催化剂界面层浓度梯度效应，实现膜电极体系内超低CO₂和模拟烟道气的高选择性还原。3）开发碳纳米管在石墨炔表面的原位生长策略，基于石墨炔中sp-C和碳纳米管中sp²-C的化学差异性，向石墨炔基体中定点引入醚氧基团修饰的正电性碳位点，促进O₂活化，结合碳纳米管高导电性和界面疏水性，实现中性介质中稳定高效制备H₂O₂。

王欢研究员简介

王欢，南开大学特聘研究员，博士生导师。兼任《物理化学学报》青年编委。王欢博士主要从事二维纳米材料化学与新能源领域应用研究，在石墨烯等二维材料可控合成、高能金属电池负极以及电催化方面开展了系统的研究工作，取得了多项创新性成果。以第一作者在Adv. Mater.、Angew. Chem. Int. Ed.、Nano letters、Nature Commun.、Adv. Energy Mater.等学术期刊上发表论文11篇，获授权专利3项。

承办学院

台州学院科技处

发布日期

2025-10-27

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