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 中南大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院劉小鶴教授團隊最近在《Journal of the American Chemical Society》(JACS，IF=14.357)、《Advanced Energy Materials》(IF= 24.884）等國際著名學(xué)術(shù)期刊發(fā)表電催化材料最新研究成果。

為了應(yīng)對化石能源危機及其引起的環(huán)境污染，迫切需要開展綠色新能源方面的科技創(chuàng)新。電解/裂解水制備氫氣和氧氣可實現(xiàn)水的燃料化，然而實現(xiàn)水的高效裂解主要依賴貴金屬基催化劑，其成本過高導(dǎo)致難以實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化，因此探尋廉價電催化材料尤為重要。鐵、鈷、鎳等廉價過渡金屬層狀氫氧化物、二維金屬有機框架(MOFs)材料具有結(jié)構(gòu)多樣性和功能可調(diào)性，展示出廣闊的應(yīng)用前景。

基于拓?fù)鋵W(xué)設(shè)計及自下而上合成，劉小鶴團隊成功獲得了具有規(guī)整結(jié)構(gòu)的二維MOFs納米六方片，并實現(xiàn)了納米六方片厚度的可調(diào)可控。研究發(fā)現(xiàn)，二維MOFs納米六方片的框架結(jié)構(gòu)可吸附Fe離子，通過熱解過程形成Ni-Fe@C復(fù)合催化劑，大幅提升了其電催化性能。該研究推動了基于拓?fù)鋵W(xué)設(shè)計與合成二維MOFs納米材料，為二維MOFs納米材料的可控合成及電催化研究提供了新的思路。該成果論文發(fā)表在《Journal of the American Chemical Society》上，中南大學(xué)為第一署名單位，中南大學(xué)博士生林一帆為第一作者，中南大學(xué)劉小鶴教授、鄭州大學(xué)曹亦俊教授及日本國立物質(zhì)·材料研究機構(gòu)Renzhi MA教授為論文共同通訊作者。

（二維MOFs納米六方片的合成、表征及結(jié)構(gòu)示意圖）

此外，基于劉小鶴教授團隊在過渡金屬層狀氫氧化物研究領(lǐng)域的創(chuàng)新工作，獲邀在《Advanced Energy Materials》發(fā)表綜述文章。論文主要總結(jié)了過渡金屬層狀氫氧化物及其衍生物的設(shè)計合成路線及功能應(yīng)用的研究進展，特別介紹了該團隊近年來在層狀氫氧化物的結(jié)構(gòu)調(diào)控、液相合成、化學(xué)剝離、拓?fù)滢D(zhuǎn)變、超晶格結(jié)構(gòu)組裝及其性能等方面的研究工作，并展望了層狀氫氧化物在制備及應(yīng)用上面臨的主要挑戰(zhàn)與發(fā)展前景。文章發(fā)表在《Advanced Energy Materials》上，中南大學(xué)為第一署名單位，中南大學(xué)陳根特聘副教授為第一作者，中南大學(xué)劉小鶴教授、王軍教授及日本國立物質(zhì)·材料研究機構(gòu)Renzhi MA教授為論文共同通訊作者。

相關(guān)工作得到了中國自然科學(xué)基金、湖南省自然科學(xué)基金創(chuàng)新研究群體、湖南省百人計劃、中南大學(xué)及粉末冶金國家重點實驗室等項目的資助。