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MnO2-Ir 纳米线:将超小纳米颗粒尺寸、O 空位和低贵金属负载与改进的氧还原反应活性相结合
Nanomaterials ( IF 4.4 ) Pub Date : 2022-09-01 , DOI: 10.3390/nano12173039
Scarllett L S de Lima 1 , Fellipe S Pereira 2 , Roberto B de Lima 2 , Isabel C de Freitas 3 , Julio Spadotto 4 , Brian J Connolly 4 , Jade Barreto 5 , Fernando Stavale 5 , Hector A Vitorino 6 , Humberto V Fajardo 7 , Auro A Tanaka 2 , Marco A S Garcia 2 , Anderson G M da Silva 1
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尽管利用氧还原反应 (ORR) 生产清洁能源可以被认为是一种有前途的策略,但这种方法仍然具有挑战性,因为它依赖于高负载的贵金属,主要是铂 (Pt)。因此,人们一直致力于开发新的高效电催化剂,以降低 Pt 含量(例如,通过纳米技术工具或合金化)或在这些系统中完全替代它们。目前的研究表明,通过在低 Ir 负载(1.2 wt.%)下沉积在 MnO 2纳米线表面上的 1.8 ± 0.7 nm Ir 纳米粒子 (NPs) 可以实现对 ORR 的高催化活性。有趣的是,我们观察到 MnO 2-Ir 纳米杂化物对 ORR 具有接近商业 Pt/C(20.0 wt.% Pt)的高催化活性,表明它可以使用简单的合成程序获得有效的性能。相对于商业 Pt/C, MnO 2 -Ir 电催化剂也显示出改进的稳定性,其中在 50 个反应循环后仅观察到轻微的活性损失。考虑到我们的研究结果,MnO 2 -Ir 纳米杂化物提供的卓越性能可能与(i)还原的 Mn 3+物质的显着浓度有关,导致其表面氧空位浓度增加;(ii) 存在强金属-载体相互作用 (SMSI),其中 MnO x之间的电子效应和 Ir 可以增强 ORR 过程;(iii) 纳米线表面由 Ir 超小尺寸组成的独特结构,能够暴露高能表面/刻面、高表面体积比及其均匀分散。



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更新日期:2022-09-01
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