杨上峰教授研究组在“骰子”状富勒烯纳米材料方面取得新进展

时间:2014-06-13

  近日,我系杨上峰教授领导的研究组成功制备出三维“骰子”状富勒烯纳米材料,并将其作为催化剂的载体提高了甲醇催化氧化的效率。相关的研究成果“Ultrasonication-switched formation of dice- and cubic-shaped fullerene crystals and their applications as catalyst supports for methanol oxidation”以封面文章形式发表于英国皇家化学会材料领域的新期刊《Materials Horizons》的最新一期上(2014, 1(4), 411-418)。

  尽管富勒烯纳米材料目前已有很多报道,但是三维结构的富勒烯(包括C60)纳米材料的报道非常少,仅有立方体状的C70晶体于2010年被韩国一个研究组报道过。内嵌富勒烯是一类内部空腔内嵌了某些特殊物种(原子、离子或原子簇)的特殊富勒烯,由于内嵌物与碳笼之间的电子转移所以具有许多空心富勒烯所没有的物理化学性质。杨上峰教授研究组选择目前产率最高的内嵌富勒烯Sc3N@C80,利用液液界面沉降法首次制备出三维内嵌富勒烯纳米结构。一个非常有趣的发现是通过在混合良性和不良溶剂过程中开启超声,可以简便地调控所形成的三维内嵌富勒烯纳米结构,包括完整的立方体晶体和带孔的“骰子”状晶体。由于“骰子”状晶体相比完整的立方体晶体具有更大的比表面积,因此将其作为甲醇催化氧化催化剂的载体,可提高催化剂的利用率,进而提高催化效率。

  杨上峰教授为该论文的通讯作者,我系已毕业的博士生徐颖和在读研究生陈翔为该论文的共同第一作者。该工作得到了国家重大科学研究计划、国家自然科学基金委及量子信息与量子科技前沿协同创新中心等项目资助。

  近几年来,杨上峰教授研究组在内嵌富勒烯纳米材料的制备上进行了一系列研究,相关研究成果分别发表在J. Mater. Chem. 2011, 21, 13538和Nanoscale2013, 5, 1993。