近日，江西科技师范大学化学学部柔性电子创新研究、柔性电子江西省重点实验室周卫强教授团队在《International Journal of Hydrogen Energy》上发表了题为“Template-etched platinic defect-rich Nd-doped TiO₂ hollow sphere catalysts for efficient photoelectrocatalysis”的最新研究成果。

为推进甲醇燃料电池商业化进程，开发兼具高活性与高耐久性的催化剂至关重要。然而，当前铂基催化剂因成本昂贵、易受一氧化碳中毒等缺陷限制了其广泛应用。研究表明，引入合适的载体材料可增强其抗毒性能，因此载体开发成为关键研究方向。本研究提出一种基于模板法的新策略，成功合成了氧空位掺钕二氧化钛空心球（OV-Nd-THS）。将铂纳米颗粒（Pt NPs）成功负载于OV-Nd-THS载体上，形成OV-Nd-THS/Pt纳米复合材料。这种创新纳米复合材料作为高效催化剂，可将太阳能和化学能转化为电能。实验结果表明，该催化剂在碱性条件下表现出2686 mA mg^-1的电催化性能，在光照条件下显著提升至5252 mA mg^-1。经过400次循环测试后，其质量活性仍保持最高值的约62%，展现出优异的耐久性。这一卓越性能归因于Nd掺杂引入的丰富氧空位，有助于吸附氧气并生成更多活性位点。表面氧空位的存在显著提升了光生载流子的分离效率，进而增强了光电催化性能。此外，二氧化钛的中空结构增强了光捕获能力，从而提高了电荷分离效率，并促进了甲醇氧化反应的动力学进程。本研究提出了一种创新方法，为开发高性能直接甲醇燃料电池催化剂奠定了重要的实验基础。

图一 可见光辅助制备的催化剂光催化MOR示意图。

我校化学化工学院2023级高分子化学与物理专业硕士研究生胡雨霏为论文第一作者，周卫强教授、青年教师李杰博士为论文的共同通讯作者。该研究得到了国家自然科学基金（52174278，52462014）、江西省自然科学基金（20212ACB204005）、江西科技师范大学博士启动基金项目（2022BSD09）、江西省自然科学基金青年基金项目（20242BAB20172）、江西省柔性电子重点实验室（20242BCC32010）等项目的支持。

原文链接：https://doi.org/10.1016/j.ijhydene.2025.150387