从独立的TiO₂纳米板上种植在聚多巴胺衍生曲线碳基板上的Pt纳米颗粒用于进化反应

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:

• 曲线碳结构可以改善催化剂-中间体相互作用和内在活性.
• 在没有表面活性剂或模板的情况下合成弧形碳材料具有挑战性.

研究的目的:

• 开发一种简单的方法来创建曲的碳结构.
• 为演化反应 (HER) 准备在曲碳上支的超低加载催化剂.
• 为了研究归因于曲碳支的增强催化性能.

主要方法:

• 使用聚多巴胺 (PDA) 作为前体,通过机械来制备曲的碳结构.
• 在现场沉积纳米颗粒 (Pt NPs) 到由自立的TiO2纳米板获得的弧形碳支上.
• 对催化剂对于酸演化反应 (HER) 的性能进行电化学评估.
• 密度函数理论 (DFT) 计算以了解电子效应.

主要成果:

• 通过无表面活性剂,无模板的机械动方法成功合成了曲的碳结构.
• 开发了超低Pt加载催化剂 (13.4μg cm-2),标记为C-rPDA-Pt/TiO2 NSs.
• 与平面碳支持催化剂相比,质量活动增加了十倍,与商业Pt/C相比增加了四倍.
• DFT的计算证实,曲线碳结构优化了HER的Pt活性位点的电子特性.

结论:

• 机械摇方法提供了一个容易通往曲碳材料的途径.
• 曲碳支显著增强了HER的Pt催化剂的内在活性.
• 开发的C-rPDA-Pt/TiO2 NSs代表了生产的高效和成本效益的催化剂.