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高价金属溶解在先进 FeNiOx 催化剂析氧动力学中的作用
ACS Catalysis ( IF 11.3 ) Pub Date : 2024-10-22 , DOI: 10.1021/acscatal.4c04454 Jun Ke, Jiaxi Zhang, Longhai Zhang, Shunyi He, Chengzhi Zhong, Li Du, Huiyu Song, Xiaoming Fang, Zhengguo Zhang, Zhiming Cui
将高价金属掺入 FeNi 基氧化物中已被广泛认为是促进碱性析氧反应 (OER) 的有效方法,但由于缺乏对真实结构的识别,相应的结构-性能关系仍不清楚。在这项研究中,我们揭示了 M 掺杂 FeNi 氧化物 (M 是 Mo、V 和 W) 的表面析出过程,并阐明了 M 溶解在增强析氧动力学中的作用。以 Mo 为例,将高价金属 Mo 掺杂到 FeNiOx 中,并在 OER 过程中观察到其浸出行为。通过结合原位拉曼分析、电化学测量和第一性原理计算,揭示了 Mo 的电溶解,以 MoO42– 的形式,导致晶格氧的优先去除,从而促进 OH 的吸附步骤并触发晶格氧介导的促进 OER 的机制。因此,优化后的 FeNiMoOx 显示出仅 235 mV 的过电位,达到 10 mA/cm2,与 FeNiOx 在 1.53 V 时的比活性相比,比活性提高了 30 倍。我们的研究结果为高价金属的溶出与碱性 OER 性能之间的复杂关联提供了不同的视角,阐明了溶出诱导的结构变化对促进 OER 机制的关键作用。
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