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恭喜课题组22级硕士研究生仇中杰在Advanced Functional Materials (IF 19.0)发表论文
恭喜课题组22级硕士研究生仇中杰在Advanced Functional Materials (IF 19.0)发表论文
发布时间:2024-06-19
高效、稳定且廉价的电催化剂是克服水电解过程中氧析出反应(OER)高过电位和慢动力学的关键。二维过渡金属碳/氮化物(MXene)在功能性异质界面工程中展示出巨大的潜力。然而,调控MXene层间距并实现异质相逐层有序嵌入仍然是一个挑战。在此,提出了一种简单的水热辅助策略,以制备由Ni²⁺、Co²⁺和Fe³⁺协同双层H₂O柱撑的高导电性Ti₃C₂Tx MXene,显著扩大了层间距并提高了层间离子浓度。受益于调控的界面化学,嵌入的金属离子在MXene基底上进行多向原位还原生长,从而形成稳定的0D/2D@2D纳米杂化材料(NiFe/MX-HT)。结合密度泛函理论计算和实验表明,MXene为电子转移提供了框架,增强了活性位点的暴露,调控了电子结构,并大大降低了OER过程中速率决定步骤的能垒。因此,NiFe/MX-HT仅需230 mV的过电位即可实现10 mA cm⁻²,并且在100 mA cm⁻²下运行150小时后仍能保持稳定。此项研究为探索各种功能性MXene基异质材料提供了新的见解。
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