近日，宁夏大学化学化工学院张鹏飞课题组在高熵氧化物抗水机制研究方面取得进展。该工作以“Designing water resistant high entropy oxide materials”为题发表在国际重要期刊《Nature Communications》。该论文第一作者为博士生张梦媛，张鹏飞教授为唯一通讯作者，宁夏大学为第一完成单位。

上图为论文首页

该研究提出了工程熵的概念来设计耐水氧化物催化剂。以尖晶石ACr2O4（A=Ni、Mg、Cu、Zn、Co）催化剂氧化C3H6为模型。通过DFT计算，C3H6的吸附能、H2分子在氧化物表面的解离能以及氧空位的形成均表明，较高的构型熵会诱导催化剂发挥更好的性能。事实上，(Ni0.2Mg0.2Cu0.2Zn0.2Co0.2)Cr2O4在C3H6氧化实验中表现出卓越的耐水性（>100小时），而与此形成鲜明对比的是二元氧化物（如NiCr2O4、CoCr2O4）在20小时内失活。H2O-TPD、原位拉曼和原位傅立叶变换红外光谱都证实了高熵氧化物具有较低的H2O吸附能和较强的水热稳定性，这归因于其较低的吉布斯自由能。该研究对合理设计防水催化剂具有启发意义。

上图为张鹏飞教授指导学生制备催化剂

团队负责人简介：张鹏飞，宁夏大学化学化工学院教授、党总支书记兼常务副院长；先后在复旦大学（2008）和浙江大学（2013）取得本科和博士学位。团队聚焦高熵氧化物的催化机制研究，自2022年以来，以宁夏大学作为第一单位先后在AIChE., Chem. Eng. Sci., IECR, AppliedCatal. B., J.Catal., Chem. Eng. J.,等化工领域期刊发表论文20多篇；获得中国化工学会科技进步二等奖、中国石油化工联合会科技进步二等奖、中国颗粒学会技术发明二等奖、江西省自然科学二等奖等多项荣誉。张鹏飞教授于2023年入选教育部长江学者特聘教授。

论文链接：https://link.springer.com/article/10.1038/s41467-024-52531-y?utm_source=rct_congratemailt&utm_medium=email&utm_campaign=oa_20240927&utm_content=10.1038%2Fs41467-024-52531-y.