磁场触发的催化剂轨道电子自旋排列已成为促进析氧反应的一种有趣而可行的策略.然而,具有强d-d库仑相互作用的高熵合金(HEAs)催化剂中的磁场增强机制尚未得到充分挖掘.在此,我们设计了具有优异软磁性的高熵合金金属片,在微小磁场下表现...磁场触发的催化剂轨道电子自旋排列已成为促进析氧反应的一种有趣而可行的策略.然而,具有强d-d库仑相互作用的高熵合金(HEAs)催化剂中的磁场增强机制尚未得到充分挖掘.在此,我们设计了具有优异软磁性的高熵合金金属片,在微小磁场下表现出显著的磁场增强催化作用,其磁导率可作为评估磁场增强的描述因子.具体地,仅施加50 mT的磁场,(FeCoNi)_(82.5)Cr_(17.5)HEAs的过电位下降就超过了36mV@10 mA cm^(-2).此外,过电位的降低与HEA的磁导率呈线性关系.原位拉曼光谱与理论计算结果表明,施加磁场可显著提高自旋密度,改善催化剂的3d电子与*O自由基的2p轨道之间的自旋相互作用,从而有效降低速率决定步骤(*O→*OOH)的能量障碍,进而促进O-O的形成.展开更多
基金financially supported by the National Natural Science Foundation of China(52188101,Cheng HM,22275205,Peng J)Shenzhen Basic Research Project(JCYJ20200109144616617,Cheng HM)+5 种基金the Science and Technology Foundation of Shenzhen(JCYJ20220530154404010,Peng J)Guangdong Basic and Applied Basic Research Foundation(2023B1515020102,Peng J2022A1515110408,Chen ZJ)China Postdoctoral Science Foundation(2022M713270,Chen ZJ)the Cross Institute Joint Research Youth Team Project of SIAT(E25427,Peng J)supported by the public computing service platform provided by the Network and Computing Center of Huazhong University of Science and Technology。
文摘磁场触发的催化剂轨道电子自旋排列已成为促进析氧反应的一种有趣而可行的策略.然而,具有强d-d库仑相互作用的高熵合金(HEAs)催化剂中的磁场增强机制尚未得到充分挖掘.在此,我们设计了具有优异软磁性的高熵合金金属片,在微小磁场下表现出显著的磁场增强催化作用,其磁导率可作为评估磁场增强的描述因子.具体地,仅施加50 mT的磁场,(FeCoNi)_(82.5)Cr_(17.5)HEAs的过电位下降就超过了36mV@10 mA cm^(-2).此外,过电位的降低与HEA的磁导率呈线性关系.原位拉曼光谱与理论计算结果表明,施加磁场可显著提高自旋密度,改善催化剂的3d电子与*O自由基的2p轨道之间的自旋相互作用,从而有效降低速率决定步骤(*O→*OOH)的能量障碍,进而促进O-O的形成.
