第一次合成RuSn固溶液合金纳米粒子及其增强的演化反应活性
Xin Zhou1, Megumi Mukoyoshi1, Kohei Kusada1,2,3
1Division of Chemistry, Graduate School of Science, Kyoto University Kitashirakawa-Oiwakecho, Sakyo-ku Kyoto 606-8502 Japan mukoyoshi@ssc.kuchem.kyoto-u.ac.jp kitagawa@kuchem.kyoto-u.ac.jp.
Chemical science
|May 24, 2024
概括
新型-锡 (RuSn) 合金纳米颗粒显示了增强的演化反应 (HER) 性能. 这些固溶液合金提供可调节的电子结构和与单金属和纳米粒子相比更好的催化活性.
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
- 纳米技术 纳米技术
背景情况:
- 金组金属和p块金属的固体溶液合金对可调节的电子结构具有前景.
- 基于 (Ru) 和锡 (Sn) 的合金对催化应用很有兴趣.
研究的目的:
- 为了合成新的固体溶液鲁-锡 (RuSn) 合金纳米粒子 (NP).
- 为了研究这些RuSn合金NP的演化反应 (HER) 性能.
- 了解影响其催化活性的电子结构和电荷转移机制.
主要方法:
- 电化学循环电压测量扫描RuSn@SnO的NP进行合成.
- 高角环状暗场扫描传输电子显微镜 (HAADF-STEM) 和能量分散式X射线光谱 (EDX) 用于结构和组成分析.
- 硬X射线光电子光谱 (HAXPES) 和X射线吸收近边结构 (XANES) 用于电子结构研究.
主要成果:
- 在合成合金NP中确认了Ru和Sn元素的均分布.
- 与单金属Ru NPs和商业Pt NPs/C相比,RuSn合金NP显著提高了HER性能.
- Ru0.87Sn0.13 NPs/C 达到 10 mA cm-2 的超电位是 33.19 mV,超过 Ru NPs/C (53.53 mV) 和 Pt NPs/C (55.77 mV).
结论:
- 由于从Sn转移到Ru的电荷转移,RuSn合金NP中的Ru d频段中心向下移动有效调节中间体 (Hads) 的吸附能量.
- 这些发现凸显了RuSn固体溶液合金NP作为演化反应的高效电催化剂的潜力.
