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在 MnO2 上负载 IrOx 簇通过金属-载体相互作用促进酸性水氧化
ACS Applied Materials & Interfaces ( IF 8.3 ) Pub Date : 2023-09-29 , DOI: 10.1021/acsami.3c11038
Yunchu Zeng 1 , Li Yan 1 , Shubo Tian 1 , Xiaoming Sun 1
ACS Applied Materials & Interfaces ( IF 8.3 ) Pub Date : 2023-09-29 , DOI: 10.1021/acsami.3c11038
Yunchu Zeng 1 , Li Yan 1 , Shubo Tian 1 , Xiaoming Sun 1
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贵金属基电催化剂对于有效氧化酸性水以开发绿色氢能至关重要。然而,负载在非活性基质上的传统贵金属催化剂显示出有限的固有催化活性,并且它们的大尺寸损害了这些贵金属的原子效率。在此,尺寸低于2 nm的IrO x纳米团簇显示出Ir物质的高原子利用效率,被负载在具有不同相(α-MnO 2、δ-MnO )的氧化还原活性MnO 2纳米基板(IrO x /MnO 2 )上2和ε-MnO 2 )探索最佳组合。电化学测量表明,IrO x /ε-MnO 2具有优异的 OER 性能,在 0.5 MH 2 SO 4中,10 mA cm –2下的过电位为 225 mV ,优于其对应物 IrO x /α-MnO 2 (242 mV) ) 和 IrO x /δ-MnO 2 (286 mV)。此外,它还具有强大的稳定性,在 10 mA cm –2下连续工作 50 小时期间工作电位没有明显变化。结合XPS结果和Bader电荷分析,我们证明IrO x /ε-MnO 2的强金属-载体相互作用可以有效调节活性Ir原子的电子结构并稳定载体上的IrO x纳米团簇以抑制其脱离,从而产生显着增强酸性 OER 的催化活性和稳定性。DFT 计算进一步支持 IrO x /ε-MnO 2催化 OER 性能的增强可归因于活性 Ir 位点与电位决定步骤(*O 和 *OOH)调节的反应中间体之间适当的相互作用强度通过氧化还原活性底物。
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更新日期:2023-09-29

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