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Low-content Ru–Pt supported on oxygen vacancy enriched black TiO2 with strong electronic interactions as efficient hydrogen generation electrocatalysts
Inorganic Chemistry Frontiers ( IF 6.1 ) Pub Date : 2024-07-16 , DOI: 10.1039/d4qi00919c Yuanzong Shen 1 , Weichen Li 2 , Wenna Wang 2 , Liantao Xin 2 , Weiping Xiao 3 , Guangrui Xu 4 , Dehong Chen 4 , Lei Wang 2 , Fusheng Liu 1 , Zexing Wu 2
Inorganic Chemistry Frontiers ( IF 6.1 ) Pub Date : 2024-07-16 , DOI: 10.1039/d4qi00919c Yuanzong Shen 1 , Weichen Li 2 , Wenna Wang 2 , Liantao Xin 2 , Weiping Xiao 3 , Guangrui Xu 4 , Dehong Chen 4 , Lei Wang 2 , Fusheng Liu 1 , Zexing Wu 2
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Vacancy-engineered titanium dioxide (TiO2) loaded with low content noble metals is an important approach to achieve satisfactory hydrogen evolution reaction (HER) performance, but synthetic avenues are generally energy-intensive and tedious. Herein, a simple and ultrafast (60 s) microwave quasi-solid strategy is developed to prepare oxygen vacancy-enriched TiO2 doped with phosphorus to support low-loading Ru and Pt (Ru–Pt/P–TiO2−x) for the HER. The generated oxygen vacancies and introduced phosphorus favor a decrease in electrical resistance and enhance the metal–support interactions. Then, the as-developed Ru–Pt/P–TiO2−x exhibits satisfactory catalytic performance with an overpotential of 14 mV at 10 mA cm−2 and a small Tafel slope of 28 mV dec−1. In addition, the mass activity of Ru–Pt/P–TiO2−x is ten times or even hundred times higher than those of Ru/C and Pt/C. This study offers a novel and general approach to synthesize Ti-based compounds in renewable energy-related fields.
中文翻译：
低含量 Ru-Pt 负载在富含氧空位的黑色 TiO2 上，具有强电子相互作用，可作为高效的产氢电催化剂
负载低含量贵金属的空位工程二氧化钛（TiO 2 ）是实现令人满意的析氢反应（HER）性能的重要方法，但合成途径通常是能源密集型且繁琐的。在此，开发了一种简单且超快（60 s）的微波准固体策略来制备富氧空位的掺杂磷的 TiO 2 以负载低负载量的 Ru 和 Pt（Ru–Pt/P–TiO 2−x ）为她。产生的氧空位和引入的磷有利于降低电阻并增强金属-载体相互作用。然后，所开发的Ru-Pt/P-TiO 2−x 表现出令人满意的催化性能，在10 mA cm −2 下具有14 mV的过电势和28 mV dec的小塔菲尔斜率 −1 。此外，Ru-Pt/P-TiO 2−x 的质量活性比Ru/C和Pt/C高十倍甚至百倍。这项研究为可再生能源相关领域合成钛基化合物提供了一种新颖且通用的方法。
更新日期：2024-07-16
中文翻译：
低含量 Ru-Pt 负载在富含氧空位的黑色 TiO2 上，具有强电子相互作用，可作为高效的产氢电催化剂
负载低含量贵金属的空位工程二氧化钛（TiO 2 ）是实现令人满意的析氢反应（HER）性能的重要方法，但合成途径通常是能源密集型且繁琐的。在此，开发了一种简单且超快（60 s）的微波准固体策略来制备富氧空位的掺杂磷的 TiO 2 以负载低负载量的 Ru 和 Pt（Ru–Pt/P–TiO 2−x ）为她。产生的氧空位和引入的磷有利于降低电阻并增强金属-载体相互作用。然后，所开发的Ru-Pt/P-TiO 2−x 表现出令人满意的催化性能，在10 mA cm −2 下具有14 mV的过电势和28 mV dec的小塔菲尔斜率 −1 。此外，Ru-Pt/P-TiO 2−x 的质量活性比Ru/C和Pt/C高十倍甚至百倍。这项研究为可再生能源相关领域合成钛基化合物提供了一种新颖且通用的方法。
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