纳米板组装过渡金属硫化物来自CoMo-MOF的纳米花,用于高效的氧化演化反应
Shudi Yu1, Dongmei Liu1, Cheng Wang1
1College of Chemistry, Chemical Engineering and Materials Science, Soochow University, 199 Renai Road, Suzhou 215123, PR China.
Journal of colloid and interface science
|October 7, 2023
概括
这项研究开发了一种新型的铁化硫化催化剂,用于高效的氧化演化反应 (OER) 和整体水分裂 (OWS). 新的催化剂表现出卓越的活性和稳定性,推进了电催化剂设计.
科学领域:
- 电化学 电化学 电化学
- 材料科学 材料科学 材料科学
- 催化剂是一种催化剂.
背景情况:
- 氧进化反应 (OER) 是整体水分裂 (OWS) 中的一个关键但缓慢的步骤.
- 开发高效和稳定的电催化剂对于推进OWS技术至关重要.
- 过渡金属硫化物 (TMS) 具有有前途的催化性能,但通常需要优化.
研究的目的:
- 合成一种具有丰富异质连接的新型多孔过渡金属硫化物 (TMS) 催化剂,用于增强OER.
- 为了研究OWS的Fe-doped CoMo-based MOF衍生催化剂的催化性能和稳定性.
- 阐明硫化物电催化剂表面重建中的多阳离子调节机制.
主要方法:
- 通过火山化和微量铁注,制备一种基于Como的多孔金属有机框架 (MOF) 催化剂.
- 催化剂的纳米结构,组成和形态的表征 (纳米花结构,超薄的纳米片,分层接口).
- 在1.0M KOH中进行电化学测试,用于OER和整体水分离,并与商业Pt/C相结合,包括超电位,电池电压,稳定性和耐久性测试.
主要成果:
- Fe@CoMo2S4/Ni3S2/NF电极对OER呈现了较低的超电位 (η10 = 167 mV, η50 = 260 mV) 和OWS的低电池电压 (1.513 V @ 10 mA cm-2).
- 催化剂在1000个CV循环中表现出极好的形态和化学稳定性,并在10mA cm-2下具有长期耐用性 (>100小时).
- 基于Co/Mo/Ni的氧硫化物被确定为活性物质,揭示了多阳离子调节机制.
结论:
- 开发的Fe-doped TMS催化剂由于其独特的纳米结构和异构连接,显著提高了OER和OWS性能.
- 该研究提供了对表面重建机制的见解,并确定了硫化物电催化剂中的活性物种.
- 这项工作激发了用于能源转换应用的先进多阳离子调节电催化剂的合理设计.
