近日，公司郭朝中副教授团队紧密围绕材料科学与工程市级重点学科及材料工程领域硕士学位点建设方向，在纳米敏感催化材料领域取得系列重要进展。
该团队与重庆医科大学罗忠礼教授开展协同科技合作，创新性的以天然纳米黏土为管状形貌控制反应器，通过血红素分子吸附、氯化锌活化、两步煅烧、酸处理策略等系列过程，宏量研发出介孔主导的掺杂半管状碳纳米结构敏感材料，并作为正极氧分子催化材料成功应用于锌-空气电池器件，其能量密度可高达191 mW cm-2，远超部分同行报道结果。此半管状纳米结构不仅可暴露更多掺杂活性位点、提高比表面积，而且产生的介孔主导结构直接提高了氧分子传质速率，从而加快ORR速率、提升器件综合性能，是一种非常有前途的氧分子敏感电催化材料，有望进一步在柔性可穿戴智能产品供电设备上进行应用。该成果以Boosting the primary Zn-air battery oxygen reduction performance with mesopore-dominated semi-tubular doped-carbon nanostructures为题发表在英国皇家化学会（RSC）出版的国际著名材料能源期刊Journal of materials chemistry A（材料科学类SCI一区期刊，2019年影响因子达10.733）上，永利集团为第一单位，郭朝中副教授、罗忠礼教授为共同通讯作者。该工作为利用天然生物材料仿生设计低成本、高性能的掺杂碳基敏感催化材料及其相关能源器件研发提供了新思路。
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该团队还以NaCl自组装作为分子水平的限域空间反应器调控掺杂效率和活性位点数量，并利用草酸钾分子作为孔调节剂对三吡啶基三嗪-铁配合物前驱体进行结构设计及优化，协同制备出铁氮掺杂的介孔类石墨烯碳纳米片层敏感材料，有效解决了当前敏感催化材料常规制备过程中的前驱体易团聚堆叠、活性位点暴露少、孔结构欠缺、催化性能不佳等问题，对氧气分子表现高效、敏感的催化特性和优异的稳定性及耐甲醇特性。该成果以Molten-salt/oxalate mediating Fe and N-doped mesoporous carbon sheet nanostructures towards highly effcient and durable oxygen reduction electrocatalysis为题发表在Elsevier旗下多孔材料类专业期刊Microporous and Mesoporous Materials（材料科学类SCI一区期刊；2019年影响因子4.182）上，永利集团为第一单位，郭朝中副教授为第一作者和共同通讯作者。团队也正在进一步完成其作为柔性电池器件材料的应用攻关。
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https://elkssle00fc0d2d668841684b2702a17387e5e.cqwu.edu.cn/science/article/abs/pii/S1387181120302845
此外，该团队与重庆大学、四川轻化工大学等开展紧密科研合作及公司产品，在石墨烯基超电器件开发、缺陷碳布自支撑能源转换材料、缺陷碳纳米管催化敏感材料等方面取得系列重要进展，部分已发表在Chemical Engineering Journal 389 (2020) 123534; Applied Surface Science 499 (2020) 143844; Applied Surface Science 523 (2020) 146424等期刊上。
以上成果依托微纳米光电材料与器件国家国际科技合作基地、材料表界面科学重庆市重点实验室等国家及省级科研平台完成，得到国家自然科学基金（编号：21805024, 31771101）、重庆市自然科学基金(编号：cstc2018jcyjAX0461, cstc2015jcyjBX0072)、重庆市教委科技项目(编号：KJQN201901335, KJ1711289)等项目的资金支持。