华东理工考研(华东理工考研难吗)

华东理工考研，华东理工考研难吗

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研究内容

通过开发有效的筛选方法，可以加快高性能电催化剂纳米材料的发现步伐。然而，通过滴铸的传统电化学表征本质上是不准确且耗时的，因为这种整体测量是通过纳米催化剂合成、形态表征和性能测试连续进行的。

单纳米颗粒(NP)碰撞电化学已成为一种独特的方法，用于在超微电极(UME)表面上的随机碰撞测量期间探索单个NP的电化学行为，避免任何不均匀的平均效应。其中，基于催化放大的碰撞电化学一直是研究单个NPs的许多电催化反应最受关注的领域。最近，电化学合成已成为一种具有成本效益且功能强大的简便方法，可通过受控的电位波形和前体浓度来精确控制电极表面上NP的形态。在此基础上，White团队通过电极-粒子碰撞电化学方法提出了一种结构可调的单个核壳和空心NPs的合成方法。此外，康普顿的小组还研究了不同数量的金属锌在单个Zn NPs上的沉积。这些研究是原位电化学制备单个双金属核壳纳米粒子的重要参考。

华东理工大学马巍教授提出了一种用于双金属电催化剂的快速电化学筛选方法（单纳米颗粒碰撞电化学），将纳米颗粒(NP)制备和单个NP水平的性能测试相结合，从而避免了任何不均匀的平均贡献。通过筛选双金属Au-Pt NPs和Ag-Pt NPs证明了这种方法的实用性，从而分别在甲醇氧化和氧还原反应的最佳原子比下表现出有希望的电催化活性。相关工作以“Rapid Screening of Bimetallic Electrocatalysts Using Single Nanoparticle Collision Electrochemistry”为题发表在国际著名期刊Journal of the American Chemical Society上。

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研究要点

要点1.该方法基于原位制备Pt双金属NP，通过在不同浓度的Pt前驱体溶液中将精确可调厚度的Pt壳电沉积到单个母NP的表面上，然后对新生NP进行瞬时电催化测量。电沉积过程与双金属纳米粒子Pt壳层厚度的变化有关，伴随着它们的电催化活性的变化。

要点2.利用电沉积过程的变化性，作者能够估计出单个纳米粒子的两种金属的组成比，并进一步量化它们的电催化活性，实现在单个纳米粒子水平上快速筛选铂双金属电催化剂。

要点3.该方法可以快速有效地筛选在UME上具有最佳MOR或ORR活性的双金属电催化剂候选物，使其特别适合选择可以低成本批量制备的目标双金属NP。利用这一原则，作者筛选出双金属Au-Pt NPs和Ag-Pt NPs催化剂，分别在甲醇氧化和氧还原反应的最佳原子比下表现出有希望的电催化活性。

该方法有望推广并适用于在单个NP水平上筛选其他高性能电催化剂。这种快速筛选策略的普遍性和适用性，并探索可能扩展到双金属纳米粒子的其他电催化应用（CO2 还原、析氢、析氧等）。

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研究图文

图1. Au NPs和Au-Pt NPs的微观结构表征和电催化MOR性能。

图2. 使用单个NP碰撞方法通过原位电沉积电化学制备具有不同Pt壳厚度的单个Au-Pt核壳NPs。

图3. 单个Au-Pt NPs的电化学制备和实时电催化测量。

图4. 针对ORR对具有不同Pt/Ag原子比的单个Ag-Pt NPs进行电化学筛选。

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文献详情

Rapid Screening of Bimetallic Electrocatalysts Using Single Nanoparticle Collision Electrochemistry

Huimin Li, Xuanxuan Zhang, Zehui Sun, Wei Ma*

J. Am. Chem. Soc.

DOI: 10.1021/jacs.2c05299

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文献详情

马巍，华东理工大学，副教授。2012年毕业于华东理工大学应用化学专业，获得博士学位。2016-2017年，在德克萨斯大学奥斯汀分校从事博士后研究。2011年以来相关研究工作共发表SCI论文40余篇，其中近5年以第一或通讯作者已Nature Protoc.、Nature Commun.、JACS、Angew. Chem. Int. Ed.、Nano Lett.和Chem. Sci.等国际高水平期刊发表SCI论文30余篇。获授权国家发明专利5项。主持重大研究计划培育项目、国家自然科学基金面上项目以及青年科学基金项目等10余项。获上海市优秀博士学位论文、2016年上海市自然科学一等奖、2017年中国分析测试协会科学技术奖特等奖、2018年华东理工大学青年英才计划、2019年华东理工大学优秀青年女教师、2019年上海市浦江人才计划等奖励。现兼任国际学术期刊BMC Chemistry副主编、Frontier in Chemistry客座编辑、Science Journal of Chemistry期刊编委。

近年来，聚焦微纳界面电子转移过程，通过高分辨电流信号结合理论分析和动力学模拟，研究单个纳米颗粒光电化学反应过程中的电子传递过程，获取纳米材料 /光电分子结构与电化学信号之间本征关系；进一步通过电荷调控的信号放大模式实现了临床血清肿瘤标志物的超灵敏检测。

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