尹淑丽：我设计了一款“分子纱窗”
编者按：
在“破五唯”的时代背景下，学院开展了研究生“创新之星”评选，不唯论文，激励创新，倡导“英雄不问出处”，鼓励研究生在基础研究和工程应用领域勇于突破，敢于实践，“创新之星”把有没有解决实际问题，有没有开拓知识边界作为评价标准。学院推出十期“小鸭成长记”系列报道之“创新之星”专题，分享十位研究生科研探索的故事。
个人简介
Personal Profile
尹淑丽
化学工程学院19级化学工程与技术专业
博士研究生
来自能源电催化课题组
师从王亮研究员和王鸿静教授
曾获研究生国家奖学金
十佳学术之星
创新项目名称
Pt族材料的形貌及成分调控
对电催化性能影响的研究
创新点
催化剂的扫描和透射电镜图
用最简单的搅拌法，完成“分子纱窗”修饰
在博二的时候，尹淑丽课题组研究表面修饰对催化剂的性能提升，查阅文献时了解到氨基的存在可以提升催化剂的氧还原性能，于是她想到羟基是否也有这个作用，便进行了尝试实验。
“当时做了一个纳米穗状的金钯催化剂，然后用最简单的搅拌法将金钯催化剂与富羟基的单宁酸在水溶液中搅拌了3个小时。通过一系列的表征证实单宁酸被成功地修饰在了催化剂表面。”尹淑丽介绍到，“单宁酸就是我设计的’分子纱窗’。”
催化剂的合成示意图
“分子纱窗”极大提升催化剂的活性和稳定性
当进一步进行性能测试时，尹淑丽惊喜地发现单宁酸修饰对氧还原性能的提升有明显的作用，其中在5个小时稳定性测试后发现单宁酸修饰的纳米穗状金钯催化剂可以保持92%的活性，明显优于没有进行修饰的催化剂和商业的铂碳。“当有了想法就要去尝试、去行动，也许等待你的就是惊喜。”尹淑丽笑着说。
催化氧还原反应的稳定性图
“分子纱窗”防止催化剂被毒化，对甲醇燃料电池的发展有意义
对合成的催化剂进行耐甲醇性能测试，发现经过单宁酸修饰的金钯催化剂与单纯的金钯催化剂和商业铂碳相比，具有更优异的耐甲醇性能。
单宁酸可以作为“分子纱窗”，可以允许氧气接触催化剂表面发生反应，同时阻止甲醇这类小分子有机物与催化剂表面接触，从而防止甲醇转化成一氧化碳将催化剂毒化。
尹淑丽实验组提出了这种“分子纱窗”的策略，合成出一种既有优越的氧还原性能同时又有耐甲醇性能的催化剂，这对甲醇燃料电池的发展具有重要的意义。
催化剂的耐甲醇性能图
科研锦囊
锦囊一
意外的偶然可能就是实验的必然
研一的时候，尹淑丽师姐在重复文献报道的一种合成金纳米颗粒包覆二氧化硅球的方法时一直无法得到相应的结果。
按照参考文献的方法先将金纳米颗粒分散在6毫升的水中然后进行包覆，但是她得到的样品一直不均匀，而且不是一个颗粒里面含有一个金粒子。在进行了十几次调整之后依然没能得到均匀的样品，偶然在一次做实验的过程中她不小心把盛放金纳米颗粒的瓶子撒了一半，当她想重新做时，同组的实验搭档说用剩下的一半继续做试一试，结果意想不到的是她们竟然成功了，这才发现是金纳米颗粒溶液的浓度影响了实验。
之后她们便将6毫升的水改成12毫升，这样每次实验前就可以成功地制备样品了。
锦囊二
好记性不如烂笔头
从研一上学期开始尹师姐就开启了漫漫科研路。有时候需要改变合成条件（例如反应的时间，反应的温度，试剂的含量等）来做一系列的对比实验，一天甚至可能要做十几个反应。
为了不混淆每个样品、能清楚地做好标记，她养成了一个按时间进行编号标记的习惯。首先在实验记录本上清楚地记录实验的日期以及反应条件等，用1，2，3…来编号，然后在每个放样品的离心管上对应地按日期编号为2021-10-15-1，2021-10-15-2，2021-10-15-3…这样每次实验就可以准确地找到需要的样品。
研究生的五年多以来师姐已经用了8个实验记录本，实验的样品也数不胜数，当有需要的时候甚至可以精确到找到几年前的样品。
实验记录本照片
部分样品照片
锦囊三
快速高效的执行力是理论设想的载体
在博一的时候，文献报道了一种新颖的合成枝状钯催化剂的方法，通过研究实验条件她发现这种合成方法在她们实验室是可行的。
那段时间她们实验室有个课题是用非金属对有形貌的贵金属催化剂进行掺杂来提高催化剂的电化学活性和稳定性。因此，她就想用硼和磷元素对枝状钯催化剂进行双掺杂来看是否能在保持材料的结构的同时又能提升催化剂的性能。
经过几次尝试，硼和磷元素双掺杂的枝状钯催化剂被她成功地合成出来了，然而正当师姐满怀欣喜的时候突然看到一篇刚发表的文章就做了这个实验，而且与她的合成方法也极其类似。无奈之下做了一半的实验只能终止，这次的经历告诉尹师姐：在做一个实验之前要做好充分的文献调研，并且要快速高效地将自己的想法付诸行动。
来源/ 尹淑丽
影像/ 吴彦徵
编辑/ 陈锐
审核/ 李丹琳
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