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亚博APP钟文辉副教授在国际顶级期刊Journal of the American Chemical Society (JACS,美国化学会志)发表重要学术成果

发布日期 : 2021-05-14 浏览次数 :

亚博APP新闻中心讯(通讯员:王秀近日,亚博APP化学与化工学院钟文辉副教授与中国科学技术大学江俊教授合作,在自旋催化研究方向取得突破性进展,相关研究成果发表在国际顶级期刊《美国化学会志》(Journal of the American Chemical Society)上,论文题为“Electronic Spin Moment As a Catalytic Descriptor for Fe Single-Atom Catalysts Supported on C2N” (doi:10.1021/jacs.1c00889)。亚博APP为论文的第一署名单位,钟文辉副教授为该论文的第一作者。《美国化学会志》(Journal of the American Chemical Society, JACS) 由美国化学会创办于1879年,是一个化学类顶级期刊。JCR分区为一区,当前影响因子为14.612。

金属单原子催化剂(SACs)已经引起了广泛的关注,由于其卓越的催化性能和高效的原子利用率。过渡金属SACs的催化性能强烈地依赖于金属单原子的自旋态,尤其是3d过渡金属。过渡金属自旋态的调控对高的催化活性的获得是极其重要的。传统的调控策略包括杂原子掺杂、边界、缺陷、价态改变和外加磁场等。然而,催化剂自旋态调控的方法比较有限,同时自旋态和催化活性的内在关联尚不清楚。

该团队通过构筑氮掺杂的石墨烯负载铁单原子(Fe?N?C)催化剂用于氧还原反应(ORR),并通过密度泛函理论计算研究自旋和活性的关系。通过研究发现电子自旋磁矩可作为Fe单原子催化剂的构效关系描述符。在催化氧还原反应(ORR)过程中,C2N负载的Fe单原子催化剂与O2分子之间的吸附作用引起Fe和O2电子自旋磁矩的变化,反映了从Fe到O2上的电子转移,并与其催化活性成近似线性的依赖关系。通过自旋磁矩描述符的合理调控,ORR势垒可低至0.10 eV。该描述符的发现洞察了催化活性和自旋的内在关联,将能助力未来的人工智能研究,基于大量的数据找到可迁移泛化的构效关系,为过渡金属单原子催化剂的设计提供了新策略。

钟文辉副教授为亚博APP高层次人才计划,于2020年引进到学校化学与化工学院工作,研究方向为燃料电池的理论模拟与设计,相关研究成果分别发表在J. Am. Chem. Soc.,J. Phys. Chem.Lett.,J. Mater. Chem. A,J. Power Sources,Anal. Chem.,Chem. Commun.等多个著名国际期刊上,目前主持国家自然科学基金2项。

文章链接:https://pubs.acs.org/doi/10.1021/jacs.1c00889

此外,2020年9月,钟文辉副教授与中国科学技术大学江俊教授合作的另一篇题为“Regulating Photocatalysis by Spin-State Manipulation of Cobalt in Covalent Organic Frameworks” (doi:10.1021/jacs.0c07206),也发表在《美国化学会志》(Journal of the American Chemical Society)上,亚博APP为共同署名单位,钟文辉副教授为该论文的共同第一作者。

文章链接:https://pubs.acs.org/doi/10.1021/jacs.0c07206


新闻来源:科学技术处  化学与化工学院

审核:于健

编辑:孙琪


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