钌(Ru)基催化剂是酸性介质中析氧反应(OER)最为活泼的催化剂之一.然而,Ru活性位点与含氧中间产物之间的强键合导致析氧反应过电势较高.本文,利用一系列稀土元素(Nd、Sm、Gd、Er和Yb)构建了烧绿石型稀土钌酸盐(RE_(2)Ru_(2)O_(7))结构来...钌(Ru)基催化剂是酸性介质中析氧反应(OER)最为活泼的催化剂之一.然而,Ru活性位点与含氧中间产物之间的强键合导致析氧反应过电势较高.本文,利用一系列稀土元素(Nd、Sm、Gd、Er和Yb)构建了烧绿石型稀土钌酸盐(RE_(2)Ru_(2)O_(7))结构来调整Ru位点的电子结构.表面结构分析表明,由于Ru-O键杂化减弱,随着稀土离子半径的增大,RE_(2)Ru_(2)O_(7)结构中缺陷氧含量增加(缺陷氧的比例从29.5%增加到49.7%).降低了的Ru的价态,扩大了Ru的4d能带中心与费米能级(E_(F))之间的间隙,从而削弱了对氧中间体的吸附,提高了酸性介质中的OER性能.在所制备的钌烧绿石中,Nd_(2)Ru_(2)O_(7)表现出最低的OER起始过电势(210 m V)和Tafel斜率(58.48 mV dec^(-1)),并且比最先进的RuO2催化剂具有高30倍的固有活性和更好的耐久性.展开更多
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文摘钌(Ru)基催化剂是酸性介质中析氧反应(OER)最为活泼的催化剂之一.然而,Ru活性位点与含氧中间产物之间的强键合导致析氧反应过电势较高.本文,利用一系列稀土元素(Nd、Sm、Gd、Er和Yb)构建了烧绿石型稀土钌酸盐(RE_(2)Ru_(2)O_(7))结构来调整Ru位点的电子结构.表面结构分析表明,由于Ru-O键杂化减弱,随着稀土离子半径的增大,RE_(2)Ru_(2)O_(7)结构中缺陷氧含量增加(缺陷氧的比例从29.5%增加到49.7%).降低了的Ru的价态,扩大了Ru的4d能带中心与费米能级(E_(F))之间的间隙,从而削弱了对氧中间体的吸附,提高了酸性介质中的OER性能.在所制备的钌烧绿石中,Nd_(2)Ru_(2)O_(7)表现出最低的OER起始过电势(210 m V)和Tafel斜率(58.48 mV dec^(-1)),并且比最先进的RuO2催化剂具有高30倍的固有活性和更好的耐久性.
