可调节的Pt-NiO相互作用诱导的高效电催化水氧化和甲醇氧化
Fenglin Wang1,2, Zhicheng Zheng2, Dan Wu2
1Zhongyuan Critical Metals Laboratory, Zhengzhou University Zhengzhou 450001 P. R. China wanhao@zzu.edu.cn liuxh@csu.edu.cn.
Chemical science
|July 5, 2024
概括
设计的金属支相互作用优化了催化. 这项研究引入了一种新的方法,用于在多孔的NiO纳米板上固定单个原子,显著提高氧化演变和甲醇氧化反应的电催化性能.
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:
- 优化催化活性依赖于金属支相互作用工程.
- 对金属支相互作用的精确控制和理解催化机制,特别是对于非碳支,仍然具有挑战性.
研究的目的:
- 在多孔的氧化 (NiO) 纳米片支上开发一种可控制的新 (Pt) 纳米架构的合成策略.
- 为了研究定制的金属支相互作用对电催化性能的影响.
主要方法:
- 使用可控制的吸附浸策略来制备多孔的2D NiO纳米片支器.
- 不同形式的Pt纳米架构,包括单个原子,集群和纳米粒子,都在NiO支上.
- 在系统中评估了氧化演化反应 (OER) 和甲醇氧化反应 (MOR) 的电催化性能.
主要成果:
- 多孔的NiO支促进了Pt单个原子的固定,诱导了NiO格子的扭曲并改变了Pt的电子结构.
- Pt单个原子和NiO之间的协同效应支持显著增强的质量转移和减少反应动力障碍.
- 达到高质量活性:5.59 A mgPt-1 在0.274 V的OER和0.42 A mgPt-1 在0.7 V的MOR.
结论:
- 开发的吸附浸策略使金属支相互作用的细节调节成为可能.
- 在多孔的NiO纳米板上固定Pt单个原子,由于独特的金属支协同作用,表现出优越的电催化活性.
- 这项工作为通过控制金属支相互作用来设计先进的电催化剂提供了基本的见解.
