兼具氧还原和氧析出高活性过渡金属配位的新型电催化剂
氧电极反应的氧还原（oxygen reduction reaction）和氧析出（oxygen evolution reaction）反应是电化学能量转换过程的重要步骤。研究表明一系列具有纳米结构的过渡金属-氮-碳化合物作为传统贵金属催化剂（例如铂、铱、钌等）的替代物也表现出优异的氧电极反应活性。对此，澳大利亚阿德莱德大学的乔世璋教授课题组以一种新型的富氮化合物——氮化碳（graphitic carbon nitride, g-C3N4）为平台开发出一系列同时对氧还原和氧析出具有高活性的新型金属-氮-碳化合物催化剂。 传统的过渡金属-氮-碳化合物由于复杂的纳米结构以及金属与不同氮物种之间多变的配位环境，电催化活性的本质一直难以确定。而g-C3N4分子框架可以提供高浓度且组分单一的不饱和吡啶型氮，额外的孤对电子可以捕获并与一些金属离子在g-C3N4的三嗪杂环中配位。对此，该团队采用了理论计算与实验验证相结合的手段预测并开发了......阅读全文
兼具氧还原和氧析出高活性过渡金属配位的新型电催化剂
氧电极反应的氧还原（oxygen reduction reaction）和氧析出（oxygen evolution reaction）反应是电化学能量转换过程的重要步骤。研究表明一系列具有纳米结构的过渡金属-氮-碳化合物作为传统贵金属催化剂（例如铂、铱、钌等）的替代物也表现出优异的氧电极反应活性
解析：过渡金属氧化物的表面氧还原活性
背景 氧还原反应(ORR)是燃料电池性能的关键瓶颈之一。到目前为止，该反应的最活跃、最稳定的电催化剂是铂族金属元素。而过渡金属氧化物(TMO)是一类在氧化条件下实现运行稳定性的替代材料。不幸的是，人们通常发现TMO的活性远不如Pt。 研究的问题 本文确定了为什么很难找到具有高ORR活性的T
为什么许多过渡金属能做催化剂
过渡金属做催化剂原因因为过度金属有d轨道电子,或者有空的d轨道,在化学反应中可以提供空轨道充当亲电试剂,或者提供孤对电子充当亲核试剂,形成中间产物,降低反应活化能,促进反应进行.过渡金属催化剂特点①过渡金属氧化物中的金属阳离子的d电子层容易失去电子或夺取电子,具有较强的氧化还原性能。②过渡金属氧化物
研究人员发展高活性电催化氧还原反应催化剂
电催化氧还原反应（ORR）是能源转换和存储中的重要环节，在催化的d-带中心理论的指引下，目前的电催化剂设计与制备正从贵金属向过渡金属基材料的方向发展以降低能源转换的成本。通常主族金属元素由于本身非局域化的外层电子导致其缺乏合适的半满轨道进行多电子催化而被认为活性较差，因而基于主族s区金属制备的材
高曲率多层纳米结构包覆过渡金属氮碳材料用于氧电催化
全文速览 近日，陕西师范大学郑浩铨教授、林海平教授和曹睿教授合作，设计制备了一种新型高曲率多层弯曲结构（也称为洋葱碳结构，onion-like carbon, OLC）纳米球包覆Co-N-C（OLC/Co-N-C）材料，如下图1所示。与20%Pt/C+RuO2复合贵金属催化剂相比，OLC/
过渡金属催化剂是生命起源的关键
要解释生命如何在地球上出现这个悬而未决的大问题，就像是回答先有鸡还是先有蛋的悖论：诸如氨基酸和核苷酸这样的基本生化物质，是如何在生物催化剂（蛋白质或核酶）出现之前而完成其构造的？在最新一期《生物学通报》（The Biological Bulletin ）上，科学家发
新型正极材料助力锌—空气电池开发
近日，海南大学教授邓意达、郑学荣团队在氧电催化方面取得了重要进展。相关研究成果以《自发硫化策略调制镍钴—（氧）羟基硫化物局部电子结构以增强氧电催化》为题，发表在《先进能源材料》上。 金属—空气电池由于具有高理论能量密度、高安全性和低成本等优势而备受关注。析氧反应(
新型正极材料助力锌—空气电池开发
近日，海南大学教授邓意达、郑学荣团队在氧电催化方面取得了重要进展。相关研究成果以《自发硫化策略调制镍钴—（氧）羟基硫化物局部电子结构以增强氧电催化》为题，发表在《先进能源材料》上。 金属—空气电池由于具有高理论能量密度、高安全性和低成本等优势而备受关注。析氧反应(
硒酸蚀刻辅助空位工程用于设计析氧反应高活性电催化剂
复旦胡林峰&东南大学孙正明&南京工大邵宗平Adv. Mater. 发展环境友好型和可持续的转化技术对可再生能源的储存和利用具有重要意义。例如，通过电化学水分解制氢被认为是可再生能源便捷储存和高质量利用的最有前途的方法之一，但它的实际应用很大程度上取决于成本和效率。水分解涉及两个半反应，即阳极的
《自然》：过渡金属高氧化价态研究获新成果
近日，复旦大学教授周鸣飞团队与国内外的研究者合作，采用串级飞行时间质谱—红外光解离光谱技术，成功获得了气相四氧化铱离子的红外振动光谱，首次证实了气相四氧化铱离子具有正四面体结构，其中的铱处于IX价态，从而在实验上确定了IX价态化合物的存在。相关研究发表于《自然》杂志。 研究人员此前实
《自然》：过渡金属高氧化价态研究获新成果
近日，复旦大学教授周鸣飞团队与国内外的研究者合作，采用串级飞行时间质谱—红外光解离光谱技术，成功获得了气相四氧化铱离子的红外振动光谱，首次证实了气相四氧化铱离子具有正四面体结构，其中的铱处于IX价态，从而在实验上确定了IX价态化合物的存在。相关研究发表于《自然》杂志。 研究人员此前实验观察到的
什么是过渡金属？
过渡金属是指元素周期表中d区的一系列金属元素，又称过渡元素（由于ⅠB族元素（铜、银、金）在形成+2和 +3 价化合物时也使用了d电子；ⅡB族元素（锌、镉、汞）在形成稳定配位化合物的能力上与传统的过渡元素相似，因此，也常把ⅠB和ⅡB族元素所在的ds区列入过渡金属之中。一般来说，这一区域包括3到12一共
什么是过渡金属？
过渡金属是指元素周期表中d区的一系列金属元素，又称过渡元素（由于ⅠB族元素（铜、银、金）在形成+2和 +3 价化合物时也使用了d电子；ⅡB族元素（锌、镉、汞）在形成稳定配位化合物的能力上与传统的过渡元素相似，因此，也常把ⅠB和ⅡB族元素所在的ds区列入过渡金属之中。
燃料电池电催化剂替代成为可能
电动汽车已穿梭在大街小巷，燃料电池车还会远吗？其中，燃料电池是关键。然而燃料电池除了生产成本过高外，其能量转换效率受到阴极氧还原反应缓慢的制约。因此，研究并开发替代贵金属催化剂、提高电催化剂活性成为燃料电池发展的重要研究课题之一。 中国科学技术大学国家同步辐射实验室副研究员刘庆华团队在这一研
大连化物所过渡金属催化剂调控与重组研究取得进展
近日，中科院大连化物所余正坤研究员研究组在过渡金属催化剂调控与重组研究中取得重要进展，最新成果以通讯的形式发表在最近一期的《美国化学会志》上(J. Am. Chem. Soc. 2008, 130, 8136-8137)。 碳-氢键活化是形成新化学键的重要途径，过渡金属催化的惰性碳-氢键活化是当前
科学家设计高活性和酸稳定性非贵金属催化剂
电解水是清洁能源开发利用的重要过程，而制备非贵金属电解水催化剂是清洁能源开发利用中亟待破解的关键难题。目前，在电解水材料的开发中，设计高活性且具有酸性环境中超长的电解稳定性的材料是面临的一大挑战。中国科学院大连化学物理研究所研究员肖建平团队与日本理化学研究所教授中村龙平团队合作，通过在金属氧化物Co
科学家设计高活性和酸稳定性非贵金属催化剂
电解水是清洁能源开发利用的重要过程，而制备非贵金属电解水催化剂是清洁能源开发利用中亟待破解的关键难题。目前，在电解水材料的开发中，设计高活性且具有酸性环境中超长的电解稳定性的材料是面临的一大挑战。 中国科学院大连化学物理研究所研究员肖建平团队与日本理化学研究所教授中村龙
科学家设计高活性和酸稳定性非贵金属催化剂
电解水是清洁能源开发利用的重要过程，而制备非贵金属电解水催化剂是清洁能源开发利用中亟待破解的关键难题。目前，在电解水材料的开发中，设计高活性且具有酸性环境中超长的电解稳定性的材料是面临的一大挑战。 中国科学院大连化学物理研究所研究员肖建平团队与日本理化学研究所教授中村龙平团队合作，通过在金
新型阳极析氧催化剂反应活性大幅提升
华东理工大学材料科学与工程学院清洁能源材料与器件团队副教授刘鹏飞，教授戴升、杨化桂，在质子交换膜电解水制氢领域取得重要进展。相关研究发表于《先进材料》。可再生能源驱动的电解水技术被认为是最清洁、最有前景的大规模制氢技术之一，其中质子交换膜电解水（PEMWE）因其制氢速率快，制氢纯度高，制氢输入功率范
过渡金属的存在形式
大多数过渡金属都是以氧化物或硫化物的形式存在于地壳中，只有金、银等几种单质可以稳定存在。最典型的过渡金属是4-10族。铜一族能形成配合物，但由于d10构型太稳定，最高价只能达到+3。靠近主族的稀土金属没有可变价态，也不能形成配合物。12族元素只有汞有可变价态，锌基本上就是主族金属。由于性质上的差异，
过渡金属的存在形式
大多数过渡金属都是以氧化物或硫化物的形式存在于地壳中，只有金、银等几种单质可以稳定存在。最典型的过渡金属是4-10族。铜一族能形成配合物，但由于d10构型太稳定，最高价只能达到+3。靠近主族的稀土金属没有可变价态，也不能形成配合物。12族元素只有汞有可变价态，锌基本上就是主族金属。由于性质上的差异，
单元化再生阴离子交换膜燃料电池催化剂研究进展及展望
再生阴离子交换膜燃料电池 由于成本低，能量储存容量高，特别是与可再生资源整合时，单元化再生阴离子交换膜燃料电池（UR-AEMFC）被广泛认为是有前景的能量转换和存储设备。然而，氧电极反应长期以来一直是UR-AEMFCs的主要限制因素之一，这是由于其动力学缓慢并导致高超电势。近日，Giner. In
科学家研发出高效钙钛矿阳极催化剂
近日，中国科学院大连化学物理研究所在固体氧化物电解器（SOEC）阳极甲烷重整催化剂设计方面取得新进展，通过原位溶出技术构筑金属/氧化物活性界面，开发出了高效、稳定的电化学重整催化剂，并结合多种原位物理化学表征手段，揭示了SOEC阳极甲烷重整机理。相关成果发表在《焦耳》。SOEC因其电解效率高，稳定性
中国科大高效电解水制氢电极材料的设计与制备研究获进展
将可再生能源（如太阳能、风能、水位能等）以氢为媒介存储、运输和转化可实现环境友好和可持续发展的经济构型。当前95%以上的氢气来自于化石燃料，而水作为氢的重要来源之一，从其提取出来的氢的总能量是地球化石燃料热量的9000倍。将水电解制氢涉及两个重要的基本反应，即阴极水的还原和阳极水的氧化。然而，反
科学家研发出高效钙钛矿阳极催化剂
近日，中国科学院大连化学物理研究所在固体氧化物电解器（SOEC）阳极甲烷重整催化剂设计方面取得新进展，通过原位溶出技术构筑金属/氧化物活性界面，开发出了高效、稳定的电化学重整催化剂，并结合多种原位物理化学表征手段，揭示了SOEC阳极甲烷重整机理。相关成果发表在《焦耳》。高效钙钛矿阳极催化剂示意图。大
双功能催化剂高效电解水制氢研究中取得进展
近期，中国科学院合肥物质科学研究员固体物理研究所纳米材料与器件技术研究部孟国文研究员课题组与韩国浦项科技大学合作，在过渡金属基催化剂的设计合成及其全电解水制氢方面取得新进展，通过优化设计与精准调控，在碳纤维布电极上原位生长制备单分散、超小尺寸过渡金属磷化物纳米晶均匀负载的氮掺杂碳分级纳米片阵列，
纳米反应器给铝空气电池搭建输氧“高速路”
安徽理工大学教授张雷研究团队受生物体系高效传质与催化机制启发，创新性地构筑了一种具有多级管状结构纳米反应器。研究表明，该过渡金属基电催化剂在铝空气电池中展现出优异的氧还原反应活性与稳定性，其整体性能可媲美传统贵金属催化剂。相关研究成果2月9日发表于《先进材料》。铝空气电池因能量密度高、铝资源丰富而备
多酚氧化酶活性的测定（氧电极法）
原理 多酚氧化酶是一种含铜的氧化酶，能使一元酚和二元酚氧化生成醌。多酚氧化酶活性可以用氧电极测量反应耗氧的速度，或用比色法测量产物的形成，常用的底物如儿茶酚（邻苯二酚）和多巴（3，4－二羟苯丙氨酸）。 仪器药品 测氧仪
过渡金属的元素性质
过渡金属由于具有未充满的价层d轨道，基于十八电子规则，性质与其他元素有明显差别。 由于这一区很多元素的电子构型中都有不少单电子（锰这一族尤为突出，d(5)构型），较容易失去，所以这些金属都有可变价态，有的（如铁）还有多种稳定存在的金属离子。过渡金属最高可以显+7（锰）、+8（锇）氧化态，前者由于单电
离子色谱能否测定过渡金属？
金属离子以许多种形态存在。在需要样品中,金属离子一般以它们的水合形式存在。水合金属离子通常在分子式中写配位水。例如,三价铬其存在形式为CrH1O2。水合金属离子与弱配位物如有机酸或基酸配位。这些配位物通常作为离子色谱的淋洗液使用。因此,在此应用资料描述的IC色方法是测定水合弱配位金屈离子更多强配