中國儲能網訊：納米碳材料具有較好的化學相容性，經表面活化處理后可在烷烴活化、生物質轉化、電催化氧還原等反應中表現出優(yōu)異活性。然而，功能化納米碳材料表面物種繁多，為單一官能團定量分析帶來了較大難度，多個碳催化反應過程的結構-性能基本關聯(lián)仍未明晰。
近日，中國科學院寧波材料技術與工程研究所所屬新能源所張建課題組與張亞杰課題組合作開展的納米碳催化機理研究取得新進展，揭示了羧基在電催化氧還原（ORR）、瓊膠轉化制取5-羥甲基糠醛（HMF）兩類重要反應中的關鍵性作用。研究人員利用環(huán)境友好的臭氧化工藝（發(fā)明專利：201310686814.0）對納米碳管進行改性，引入了羧基、酚羥基和內酯等含氧官能團，并使用自主開發(fā)的全自動Bohem滴定儀（軟件版權號：2014SR030807）對上述官能團逐一進行定量分析。將催化活性與官能團分布進行關聯(lián)后發(fā)現，ORR峰電壓、HMF產率均與羧基官能團數量存在明顯線性關系。該工作為上述兩類反應催化劑研發(fā)提供了重要參考，明確了碳材料唯羧基功能化的發(fā)展方向。
相關研究結果發(fā)表在Springer主辦的國際化學領域核心期刊Nano Research上（2015，8，502–511，DOI:10.1007/s12274-014-0660-3）。上述工作得到了國家自然科學基金優(yōu)秀青年項目、中國博士后基金、表面物理與化學重點實驗室學科發(fā)展基金的資助。
功能化納米碳管催化ORR和瓊膠轉化的構效關系
