激光制造的高合金纳米粒子的无形化及其对表面组成和电化学的影响

科学领域:

• 材料科学与工程 材料科学与工程
• 纳米技术纳米技术
• 催化剂是一种催化剂.

背景情况:

• 高合金纳米粒子 (HEA NPs) 为异质催化提供可调节的特性.
• 液体激光切除 (LAL) 是一种合成体HEANP的方法.
• 之前的研究通过CrMnFeCoNiNP中的激光脉冲持续时间控制了NP相结构 (晶体/无形).

研究的目的:

• 调查相位结构控制的可转移性到CrFeCoNiCu合金.
• 探索在液体中的微粒子激光碎片化 (MP-LFL) 进行可扩展的HEA NP合成.
• 确定成分 (Mn与Cu) 和相结构对HEA NP电化学和氧演化反应 (OER) 活性的影响.

主要方法:

• 使用脉冲 (ns/ps) LAL 和连续ns脉冲MP-LFL.使用HEANP的合成.
• 使用STEM-EDX,HRTEM,SAED,XRD,XPS,循环电压测量 (CV) 和线性扫描电压测量 (LSV) 的表征.
• 对NP相结构,组成,表面电化学和OER性能进行分析.

主要成果:

• 用LAL (无形与ns,晶体与ps脉冲) 证实了CrFeCoNiCu合金的相结构可调性.
• MP-LFL产生了无形的CrMnFeCoNi NP和无形的CrFeCoNiCu NP,其中含Cu NP中的无形结构归因于铜催化碳的合并.
• 表面潜力,稳定性和元素分布主要取决于化学成分 (Mn与Cu),相位结构起到次要作用.
• 与晶体对应物相比,无形的CrMnFeCoNi HEA NP表现出更高的OER活性 (较低的超电位,更高的电流密度).

结论:

• 化学成分 (Mn与Cu) 是影响HEA NP表面特性和电化学行为的主要因素.
• 无形HEANP,特别是含有Mn的NP,对氧演化反应表现出增强的活性.
• 这些发现激励进一步研究用于催化应用的HEA NP以及它们对其他系统和反应的可转移性.