近年来,贵金属钌(Ru)因其具备与铂(Pt)媲美的氢吸附能以及比铂更低的价格被认为是很有前景的氢氧化反应(HOR)和析氢反应(HER)催化剂.然而,目前钌基催化剂在HOR和HER上的大规模应用依然受限于其活性低、稳定性不高等缺点.本文采用湿化学...近年来,贵金属钌(Ru)因其具备与铂(Pt)媲美的氢吸附能以及比铂更低的价格被认为是很有前景的氢氧化反应(HOR)和析氢反应(HER)催化剂.然而,目前钌基催化剂在HOR和HER上的大规模应用依然受限于其活性低、稳定性不高等缺点.本文采用湿化学和热处理结合策略制备了具有Ru/RuO_(2)界面的二维雪花纳米片(Ru/RuO_(2) SNSs).表征和理论计算结果表明, Ru/RuO_(2) SNSs的界面结构与热处理温度密切相关.因此,可通过改变热处理温度调控界Ru/RuO_(2)界面相互作用,并进一步调控催化剂表面的氢结合能(HBE)和氢氧根结合能(OHBE),从而提高HOR和HER的催化性能.当Ru/RuO-12 SNSs用于催化碱性HOR时,在50 mV的过电位为下,其质量活性达到了9.13 A mgRu,分别是Ru SNSs(0.14 A mg^(-1)_(Ru))、RuO_(2) SNSs(0.03 A mg^(-1)_(Ru))和商用Pt/C(0.43 A mg^(-1)_(Ru))的65倍、304倍和21倍.此外, Ru/RuO_(2) SNSs还表现出优异的碱性HER性能.在1 mol L^(-1) KOH中,当电流密度达到10 mA cm^(-2)时,过电位低至20.2 mV.这项工作不仅开发了一种高效的HOR和HER催化剂,而且对开发新型高效催化剂也起到了重要的推动作用.展开更多
基金supported by the National Key R&D Program of China(2020YFB1505802)Ministry of Science and Technology of China(2017YFA0208200)+2 种基金the National Natural Science Foundation of China(22025108,U21A20327,and 22121001)Guangdong Provincial Natural Science Fund for Distinguished Yong Scholars(2021B1515020081)start-up support from Xiamen University。
基金supported by the National Key R&D Program of China(2020YFB1505802)the Ministry of Science and Technology of China(2017YFA0208200,2016YFA0204100)+4 种基金the National Natural Science Foundation of China(22025108,U21A20327,and22121001)China Postdoctoral Science Foundation(2020M682083)Guangdong Provincial Natural Science Fund for Distinguished Young Scholars(2021B1515020081)Start-up Support from Xiamen University and the Guangzhou Key Laboratory of Low Dimensional Materials and Energy Storage Devices(20195010002)。
文摘近年来,贵金属钌(Ru)因其具备与铂(Pt)媲美的氢吸附能以及比铂更低的价格被认为是很有前景的氢氧化反应(HOR)和析氢反应(HER)催化剂.然而,目前钌基催化剂在HOR和HER上的大规模应用依然受限于其活性低、稳定性不高等缺点.本文采用湿化学和热处理结合策略制备了具有Ru/RuO_(2)界面的二维雪花纳米片(Ru/RuO_(2) SNSs).表征和理论计算结果表明, Ru/RuO_(2) SNSs的界面结构与热处理温度密切相关.因此,可通过改变热处理温度调控界Ru/RuO_(2)界面相互作用,并进一步调控催化剂表面的氢结合能(HBE)和氢氧根结合能(OHBE),从而提高HOR和HER的催化性能.当Ru/RuO-12 SNSs用于催化碱性HOR时,在50 mV的过电位为下,其质量活性达到了9.13 A mgRu,分别是Ru SNSs(0.14 A mg^(-1)_(Ru))、RuO_(2) SNSs(0.03 A mg^(-1)_(Ru))和商用Pt/C(0.43 A mg^(-1)_(Ru))的65倍、304倍和21倍.此外, Ru/RuO_(2) SNSs还表现出优异的碱性HER性能.在1 mol L^(-1) KOH中,当电流密度达到10 mA cm^(-2)时,过电位低至20.2 mV.这项工作不仅开发了一种高效的HOR和HER催化剂,而且对开发新型高效催化剂也起到了重要的推动作用.