设计了Ni和Pd双活性位点的协调环境,以促进氧降解反应
Lei Li1,2, Xiaoxia Wu3,4, Ruotong Zhang3,4
1College of Physics and Electronic Information, Inner Mongolia Normal University, Hohhot, 010022, China. lilei@imnu.edu.cn.
使用Ni-Pd联合合的石墨烯开发了高活性双原子催化剂,用于氧降解反应 (ORR). 边缘终止和O兴奋剂显著提高了ORR活动,达到0.31V的低超电位.
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
- 计算化学计算化学
背景情况:
- 精确调节活性位点对于增强氧降解反应 (ORR) 活性至关重要.
- 石墨烯基材料是有前途的电催化剂,但它们的活性往往需要优化.
- 双原子催化剂提供可调节的电子特性,以提高催化性能.
研究的目的:
- 设计和研究用于ORR的高活性Ni-Pd辅助合N-协调石墨烯催化剂.
- 探索边缘终结和氧气兴奋剂对催化活性的影响.
- 阐明负责提高ORR性能的潜在机制.
主要方法:
- 用第一原则计算来研究电子结构和ORR机制.
- 模拟专注于边缘终结 (扶手椅与齐格扎克) 和氧气兴奋剂效应.
- 对反应中间体的d波段中心移位和吸附强度的分析.
主要成果:
- 边缘终结,特别是扶手椅,与齐克扎克终结相比,显著提高了ORR活动.
- 对Ni-Pd活性中心的氧化兴奋剂进一步增强了活性.
- 优化的扶手椅边缘终止的Ni-Pd部位表现出0.31V的低超电位.
- 改善的活性与调制的Ni和Pddd频段中心和*OH吸附强度有关.
结论:
- 边缘终结和氧气兴奋剂是为ORR设计基于石墨烯的双原子催化剂的有效策略.
- 扶手椅边缘终结和O兴奋剂产生高度活跃的Ni-Pd网站.
- 开发的催化剂显示了高效氧降解反应的巨大潜力.
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