近日，安徽大學(xué)物質(zhì)科學(xué)與信息技術(shù)研究院王俊中教授課題組在石墨烯先進(jìn)材料領(lǐng)域取得重要研究進(jìn)展。

相關(guān)研究成果在線發(fā)表于國際著名期刊  AngewandteChemieInternational Edition上。論文工作是該校與中國科學(xué)院山西煤炭化學(xué)研究所、新加坡國立大學(xué)和新加坡高性能計(jì)算研究所多單位合作完成，該校物質(zhì)科學(xué)與信息技術(shù)研究院為第一作者單位。

利用可再生能源，把二氧化碳轉(zhuǎn)化為有附加值的產(chǎn)物，一直是人類面臨的重要課題。王俊中教授課題組從原子層次出發(fā)設(shè)計(jì)新型催化劑，通過對(duì)氯化血紅素和三聚氰胺分子在石墨烯表面的自組裝、鍵合和碳化處理，獲得了石墨烯鉚釘單原子鐵FeN5的新型催化活性中心，催化性能優(yōu)于所有Fe-N-C型催化劑，在低過電位下，法拉第效率達(dá)到97.0%。

DFT理論模擬表明，F(xiàn)eN5活性位具有吡咯型N軸向配位FeN4的結(jié)構(gòu)，能有效抵消Fe 3d軌道的電子密度和降低Fe-CO的π反饋效應(yīng)，有利于產(chǎn)物CO的快速解吸和高選擇性的產(chǎn)生。該工作提供了一種石墨烯單原子新材料能升級(jí)的制備方法，為二氧化碳的資源化利用也提供了一個(gè)科學(xué)依據(jù)。