武汉大学电化学课件 陈胜利 Chaper 6 Double layer.ppt
- 格式:ppt
- 大小:665.01 KB
- 文档页数:48
武汉大学罗威陈胜利JACS:插入氧镍表层促进碱性氢氧化电催化的研究!研究内容精确调整电催化剂的电子结构以获得最佳的氢氧根结合能(OHBE)对碱性氢氧化反应(HOR)至关重要。
作为一种很有前途的Pt族金属(PGM)替代品,人们一直致力于探索高效的镍(Ni)基碱性HOR催化剂。
然而,它们的表现仍然缺乏实际竞争力。
基于分子轨道理论和Hammer−Nørskov d带模型,武汉大学罗威教授和陈胜利教授提出了一种巧妙的表面氧插入策略,以精确地调控Ni电催化剂的电子结构,同时增加吸附氢氧根(*OH)态与表面Ni d 带之间的能级排列程度和降低反键填充程度,从而获得最佳的OHBE。
得益于此,合成的Ni@Oi-Ni表现出出色的碱性HOR性能,质量活性为85.63 mA mg-1,比原始Ni高40倍,并优于迄今为止报道的几乎所有先进的无Pt族金属(PGM)催化剂。
相关工作以“Oxygen-Inserted Top-Surface Layers of Ni for Boosting Alkaline Hydrogen Oxidation Electrocatalysis”为题发表在国际著名期刊Journal of the American Chemical Society上。
研究要点要点1. 作者将氧原子成功地分配到Ni表面的两层最上层,通过金属有机骨架(MOF)介导的简单低温热解过程,形成了含氧插入的两原子层Ni壳结构Ni纳米颗粒(Ni@Oi-Ni),封装在碳壳中。
Ni@Oi-Ni 的原子和电子结构特征通过扫描透射电镜(STEM)、电子能损失谱(EELS)和相应的电子能损失近边结构(ELNES)和x射线吸收谱(XAS)进行了确认。
要点2. 基于分子轨道理论和Hammer−Nørskov d带模型,研究人员进一步证明了氧插入的表面修饰在调节Ni的配位几何中起着至关重要的作用,从而导致了包括适当程度的能级对齐(ELA)和反键填充(ABF)在内的电子结构的修饰。