北京化工大学:一步电沉积法构建高效碳载纳米簇析氧催化剂

新闻数据2023-12-18 19:44:5351data

近日,北京化工大学王峰教授、张正平教授项目组Nano Energy (影响因子: 16.602 ) )。 " one-stepelectrodepositionofcarbonquantumdotsandtransitionmetalionsforn-dopedcarboncoupledwithnifeoxideclusters:ahide

氧沉积反应( OER )受限于自身的四电子转移过程和高阳极反应电位,制约了包括碱性电解水和可逆锌空电池等技术的发展。 镍类化合物可以提供接近贵金属( RuO2和IrO2 )商业催化电极的OER活性,因此被认为是阳极材料最具成本效益的电催化材料。 为了进一步提高OER活性,采用氮掺杂碳等载体材料可以控制镍基化合物界面的电子结构,提高催化性能。 因此,如何增大两者界面的接触面积,提高活性粒子与载体之间的结合作用,加速电子转移,改善催化剂界面的反应活性,以及提高界面间的相互作用是一个重要而有意义的研究方向。

北京化工大学:一步电沉积法构建高效碳载纳米簇析氧催化剂

该工作通过金属离子( Ni2,Fe3 )和氮掺杂碳量子点的一步电沉积法,在石墨片上制备了具有高度键的NiFeOx纳米团簇/氮掺杂碳复合电极( NiFeOxNC )。 得益于界面间的强相互作用,NiFeOxNC电极在1 M KOH电解液中的析氧反应过电位为195 mV,远优于商业RuO2催化剂和稳定阳极,且在复杂多变的实际应用环境下具有优异的适用性。 该工作不仅为制备水分解装置用高效阳极提供了简便方法,而且为开发其他清洁电化学技术用新材料提供了指导。

论文要点: 1、提出一步电沉积法制备镍基电催化; 2、采用掺氮碳量子点作为含氮炭砖,建立连续层掺氮碳; 3、由此产生的NiFeOxNC对OER显示出优异的催化活性和耐久性; 4、NiFeOxNC在一系列实际操作中也表现出了优异的性能。

这篇文章的共同第一作者是北京化工大学博士研究生杨少轩和硕士研究生杜若秋,王峰教授和张正平副教授是这篇文章的共同通讯作者,北京化工大学是唯一的完成单位。 本研究得到国家自然科学基金、国家重点研发计划、北京化工大学人才引进启动基金和中央大学基础本科研业务费等项目的资助。

来源:北京化工大学材料学院,新材料信息

全文链接:

3359 www.science direct.com/science/article/pii/s 2211285520306340

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