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人物简介
黄小青 ，厦门大学教授。2005年于西南师范大学（现西南大学）获理学学士学位。2011年于厦门大学获理学博士学位，导师为郑南峰教授、郑兰荪院士。2011-2014年在美国加州大学洛杉矶分校黄昱教授、段镶锋教授课题组从事的博士后研究工作。2014年至今先后于苏州大学材料与化学化工学部、厦门大学化学化工学院担任特聘教授，博士生导师。
2020年获国家杰出青年科学基金资助，课题：贵金属纳米材料合成化学。目前兼职：《Science Bulletin》、《Rare Metal》和《Science China Materials》客座编辑或编委。研究兴趣：贵金属纳米材料的精准制备及其电、热、光催化应用研究。
课题组主页：https://xhuanggroup.xmu.edu.cn
成果斐然
1
析氧反应(OER)在能量转换技术中起着至关重要的作用。在碱性条件下已经取得了重大进展。相比之下，在酸性条件下开发稳定的OER电催化剂仍然是一个挑战。
厦门大学黄小青教授、苏州大学邵琪副研究员等人通过引入间隙碳(C-RuO2-RuSe)，可以同时提高RuO2的稳定性和活性。通过Se的蒸发和C的燃烧，制备了C-RuO2-RuSe催化剂。将C负载的RuSe2空心纳米球(RuSe2 HNSs)在300℃下、空气中加热5 h和10 h，分别生成C-RuO2-RuSe-5和C-RuO2-RuSe-10。
结果表明，优化后的C-RuO2-RuSe-5的OER活性明显提高，明显高于商用RuO2。更重要的是，C-RuO2-RuSe-10表现出增强的稳定性，在0.5 M H2SO4中、电流密度为10、20与50 mA cm-2下可以稳定运行超过50 h，是文献中报道的最稳定的酸性OER电催化剂之一。XAS光谱表明，间隙C可以延长Ru-O键，从而显著提高稳定性。理论计算进一步表明，间隙C活化的Ru位点可以提高OER性能。因此，实验和理论结果都证明，通过引入间隙C可以稳定RuO2，从而可以作为一种强酸性OER电催化剂。
相关工作以Exceptionally active and stable RuO2 with interstitial carbon for water oxidation in acid为题在Chem上发表论文。
文献信息
Exceptionally active and stable RuO2 with interstitial carbon for water oxidation in acid，Chem，2022.
https://www.cell.com/chem/fulltext/S2451-9294(22)00088-2
2
实现高效、稳定的全解水装置是可持续高效制氢的必要前提之一。然而，在酸性析氧反应(OER)过程中，电催化剂通常发生快速失活，导致全解水装置的运行效率大幅度降低。因此，开发耐用的酸性电解水催化剂是迫切需要的。
厦门大学黄小青教授、广东工业大学徐勇教授等人报道了单位点Pt掺杂的RuO2空心纳米球(标记为SS Pt-RuO2 HNSs)，其中间隙C被困在间隙中，而Pt以单位点的形式取代部分Ru位点。研究发现，SS Pt-RuO2 HNSs可以作为高性能的、用于整体电解水的电催化剂。
特别地，以SS Pt-RuO2 HNSs用作电解水的阴、阳极电催化剂时，在0.5 M H2SO4溶液中，在电流密度为10、50与100 mA cm-2下电解电压分别为1.49、1.59与1.65 V，其催化性能已超过大多数报道的催化剂。详细的表征表明，间隙C的存在可以延长SS Pt-RuO2 HNSs中的Ru-O键和Pt-O键，而SS Pt的引入对RuO2的电子性能有明显的影响。DFT计算表明，掺杂SS Pt的RuO2能显著提高OER活性、稳定性，降低OER的能垒。
相关工作以Single-site Pt-doped RuO2 hollow nanospheres with interstitial C for high-performance acidic overall water splitting为题在Science Advances上发表论文。
文献信息
Single-site Pt-doped RuO2 hollow nanospheres with interstitial C for high-performance acidic overall water splitting，Science Advances，2022.
https://www.science.org/doi/10.1126/sciadv.abl9271
3
非晶材料因其独特的性能在各个领域引起了越来越多的关注，但其可控制备仍面临着巨大的挑战。
厦门大学黄小青教授、广东工业大学徐勇教授、香港理工大学黄勃龙教授等人介绍了一种自上而下策略，通过氢氧化物的非晶化来制备无定形氧化物。通过单一、二元和三元氢氧化物的非晶化案例，验证了自上而下策略的通用性。详细的表征表明，热处理过程中的非晶化过程是通过配位环境的变化实现的，随着M-M配位的消失，氢氧化物中M-OH八面体结构演变为无定形氧化物中的M-O四面体结构。
最佳的无定形氧化物(FeCoSn(OH)6-300)在碱性介质中表现出较好的析氧反应(OER)活性，其转化频率(TOF)值是FeCoSn(OH)6的39.4倍。此外，利用密度泛函理论(DFT)和分子动力学(MD)模拟研究了OER性能增强起源和非晶化过程。因此，这种自上而下制备无定形氧化物的方法，可能会进一步促进非晶材料催化的基础研究和实际应用。
相关工作以A top-down strategy for amorphization of hydroxyl compounds for electrocatalytic oxygen evolution为题在Nature Communications上发表论文。
文献信息
A top-down strategy for amorphization of hydroxyl compounds for electrocatalytic oxygen evolution，Nature Communications，2022.
https://www.nature.com/articles/s41467-022-28888-3
4
贵金属硫族化合物因其独特的性质备受关注，被广泛应用于电子、光电、催化和传感等领域。长期以来，研究工作者在该类化合物的可控合成方面倾注了大量的心血，目前已经发展出机械剥离、化学气相沉积、分子束外延生长、湿法化学合成等方法用于合成贵金属硫族化合物。然而该类化合物的可控合成依然面临着巨大的挑战，在很大程度限制了其实际应用。
厦门大学黄小青教授、广东工业大学徐勇教授等人通过调控离子交换法实现了多种贵金属硫族化合物定制合成。
通过调控离子交换法中动力学和热力学因素，合成了形貌可调、结构可控的贵金属硫族化合物，包括零维、一维、二维和三维的铂、钯、铑、钌、金、银基贵金属硫族化合物，并结合实验和理论计算证实了动力学和热力学调控对化合物结构的重要性，为定制合成该类化合物提供了理性、简便的解决方案。
相关工作以Synthesis of noble metal chalcogenides via cation exchange reactions为题在Nature Synthesis上发表论文。
文献信息
Synthesis of noble metal chalcogenides via cation exchange reactions，Nature synthesis，2022.
https://www.nature.com/articles/s44160-022-00117-1
5
开发用于燃料电池催化的高性能催化剂是燃料电池技术商业化的最关键和最具挑战性的步骤之一。
厦门大学黄小青教授、卜令正副教授、华中科技大学李箐教授、香港理工大学黄勃龙教授等人设计具有低配位特征的一维三金属铂-铁-钴纳米锯(Pt3FeCo NSs)作为实际燃料电池催化的高效双功能电催化剂。
Pt3FeCo NSs的氧还原反应(ORR)活性比商用Pt/C高25倍以上，甚至在30000次电压循环后也是如此。密度泛函理论(DFT)计算表明，强的d-轨道间电子转移使ORR势垒最小化，在坚固的价态下具有更高的选择性。作者发现了以低配位铂位为特征的本征结构与相应的电子活性之间的火山关联，这保证了高ORR活性。位于膜电极组件(MEA)中的Pt3FeCo NSs还实现了非常高的峰值功率密度(1800.6 mW cm−2)和具有竞争力的比/质量活性(1.79cm−2和0.79 A mg−1Pt，在0.90 ViR-free电池电压下)，以及在质子交换膜燃料电池(PEMFCs)的特定H2-O2介质中的长期寿命，是迄今为止报道的用于MEA的顶级电催化剂。这项工作代表了一类用于实际燃料电池的多金属铂基纳米催化剂。
相关工作以Low-Coordination Trimetallic PtFeCo Nanosaws for Practical Fuel Cells为题在ADVANCED MATERIALS上发表论文。
文献信息
Low-Coordination Trimetallic PtFeCo Nanosaws for Practical Fuel Cells，ADVANCED MATERIALS，2022.
https://doi.org/10.1002/adma.202208672
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