化工与化学学院王志江课题组在二氧化碳资源化方面取得重要进展

哈工大报讯（化文/文）近日，我校化工与化学学院王志江副教授与加州理工学院理论计算化学家威廉·哥达德（William A. Goddard）教授课题组合作在CO₂电催化还原领域取得重要进展，研究成果以论文形式发表在化学材料类顶级期刊《美国化学会志》（Journal of the American Chemical Society,2017, 139, 15608−15611，影响因子13.858），研究论文题目为“金铁核壳结构纳米粒子实现超高质量活性还原CO₂”（Ultrahigh Mass Activity for Carbon Dioxide Reduction Enabled by Gold−Iron Core−Shell Nanoparticles），我校为第一通讯单位。

该论文是在哈工大化工与化学学院多年表界面物理化学与电化学研究基础上的延伸和发展。考虑到该研究对高性能催化剂设计的重要指导意义，以及制备的催化剂在CO₂能源化工业推广领域的巨大潜力，该论文被主编选为《美国化学会志》（JACS）封面文章，编辑以聚光评论（Spotlight）对文章进行了重点推荐和点评。

将CO₂还原为CO、甲烷等碳基能源材料既可以降低大气中CO₂的浓度，也可以得到再生能源，实现“一箭双雕”。其中电催化还原CO₂由于其绿色环保、高效低能转化等特点被认为是CO₂资源化最有发展前景的一种转化技术。金基催化剂可以高选择性地将CO₂还原为CO，然而其高昂的价格与较差的稳定性等缺点限制了其工业化应用的进程。金属合金催化剂既可以提高催化性能，又可以降低贵金属的用量，是一种制备新型催化剂的有效手段。该论文采用实验科学与理论计算相结合的方式，利用溶剂热合成法制备了高质量AuFe合金纳米粒子。该材料实现了超低电压下高活性还原CO₂为高附加值的工业原料CO，具有优异的稳定性。同时，研究通过实验和理论相结合的方式揭示了AuFe合金粒子的高活性和稳定性内在机制。

王志江副教授课题组在功能导向晶态材料研究方面取得了多项重要成果，其中通过调控微观结构制备了N₂电催化还原剂，实现了超低电压下高效率转换为NH₃，研究成果被选为2017年Journal of Materials Chemistry A杂志的热点文章（hot paper）；在控制表界面电子传递行为方面，揭示吸波和电磁屏蔽材料耦合增效机制方面的研究成果，多次被国际知名期刊封面报道，相关成果得到了国内外同行的认可。王志江在2016年3月被英国皇家化学会评为所属期刊引用前10%材料领域高引作者。

论文链接：http://pubs.acs.org/doi/10.1021/jacs.7b09251

JACS编辑部spotlight重点推荐：http://pubs.acs.org/doi/pdf/10.1021/jacs.7b11543

论文封面链接：http://pubs.acs.org/subscribe/covers/jacsat/jacsat_v139i044-2.jpg?0.30262611739666645