通过将Ru纳米颗粒嵌入到2D氧化物上,调节表面电荷,以实现水氧化
Arun Karmakar1,2, Rahul Jayan3, Ankit Das4
1Academy of Scientific and Innovative Research (AcSIR), Ghaziabad 201002, India.
ACS applied materials & interfaces
|May 27, 2023
概括
装饰在双金属层双氧化物上的高活性纳米粒子有效催化氧演化反应 (OER) 以产生绿色. 最佳纳米粒子度通过遵守萨巴蒂尔原理来增强催化活性.
科学领域:
- 材料科学 材料科学 材料科学
- 电化学 电化学 电化学
- 催化剂是一种催化剂.
背景情况:
- 为氧化演化反应 (OER) 开发高效的电催化剂对于绿色生产至关重要.
- 为了降低成本和提高可持续性,人们正在寻求丰富的和高度活跃的催化剂.
研究的目的:
- 探索微波辅助装饰纳米粒子 (Ru NPs) 在双金属层双氧化物 (LDH) 上作为OER电催化剂.
- 调查Ru NP负载对OER活动的影响,并了解底层的催化机制.
主要方法:
- 使用微波辅助方法合成装饰CoFe-LDH的Ru NPs.
- 在1M KOH中对OER的催化剂的电化学表征.
- 在现场阻抗光谱和密度函数理论 (DFT) 计算.
主要成果:
- 优化的Ru@CoFe-LDH(3%) 在10mA/cm2时实现了249mV的超电位,TOF为14.4s-1.1.
- 在电子电荷和热中性电流密度之间观察到度依赖的火山关系,表明遵守萨巴蒂尔原理.
- 由于增强的氧化还原活性和中间体的最佳结合,Ru NP的纳入增加了86.58%的OER活性 (ECSA标准化).
结论:
- 在LDH上的Ru NPs的微波辅助装饰提供了一种可调的方法来增强OER电催化.
- 优化的催化剂表现出卓越的性能,归因于Ru NPs和LDH支持之间的协同效应.
- 实验和理论发现证实了NP度和OER活动之间的相关性,为设计先进的电催化剂提供了洞察力.


