通过MXenes中的氧空隙定Pt纳米粒子,以实现高效的电催化演化反应
Qin Zhao1, Yue Zhang1, Changwang Ke1
1College of Science, Institute of Materials Physics and Chemistry, Nanjing Forestry University, Nanjing 210037, China. wpxiao@njfu.edu.cn.
Nanoscale
|March 28, 2024
概括
研究人员通过创建具有氧空缺的Pt/MXene异构结构来增强演化反应 (HER). 这种设计改善了质子转移和催化活性,以有效生产气.
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
- 纳米技术纳米技术
背景情况:
- 提高演变反应 (HER) 性能依赖于界面协同作用和吸附动力学.
- 通过溢出来构建支持的异构结构以增强质子转移和HER动力学仍然具有挑战性.
研究的目的:
- 使用MXene纳米片上的表面氧空隙制造Pt/MXene异构结构.
- 研究火温度,Pt度和沉积周期对HER性能的影响.
- 要了解在制造的异构结构中加速HER动力学背后的机制.
主要方法:
- 高温回火MXene纳米板,以创建氧气空隙.
- 通过氧气空隙将金纳米粒子固定和稳定到MXene上.
- 电子偏磁共振 (EPR) 和X射线光电子光谱 (XPS) 用于材料表征.
- 电化学测试以评估 HER 的催化性能.
主要成果:
- 在MXene表面上成功地引入了氧气空缺,增强了内在的HER活性.
- 优化的Pt/MXene异构结构 (0.05-Pt/MXene-900) 在900°C以0.05 mgPt mL-1和60个沉积周期实现.
- 优化的催化剂表现出22mV的低超电位和42.41mV的Tafel斜率dec-1.
- 观察到高Pt利用率和增强的电荷转移.
结论:
- 使用空位定效应来构建支持Pt的异构结构的策略对于HER电催化剂设计是有效的.
- 在MXene上的氧气空缺在稳定Pt纳米粒子和促进电荷转移方面发挥着至关重要的作用.
- 开发的Pt/MXene异构结构显示了高效气生产的有希望的潜力.
