Nat. Commun.：超亲水碳纳米笼上双金属合金实现针尖增强析氢

催化计 · 公众号 · · 2024-08-25 18:06

正文

电催化讨论群-1： 529627044

对于 HER 电催化反应，界面水分子的可接触和活性不足的问题是需要解决的主要挑战。

有鉴于此， 中国科学院福建物质结构研究所韩丽丽研究员等 提出 “ 原位产生影响和附近补偿 ” 的方式调控界面水分子的氢键网络，通过精心设计阳离子的渗透和催化剂的载体实现这个目的。

本文要点

要点1. 作者通过在超亲水的曲面碳纳米笼修饰针状双金属 RuNi 纳米合金，构筑 RuNi/NC 催化剂。

要点2. 理论计算模拟结果显示针尖能够产生局域的水化 K ⁺ ，促进界面水分子的动态以及中间体的吸附。通过同步辐射 X 射线表征测试，发现 H* 溢流和 Volmer-Tafel 机理协同作用，从而实现 Ru 和 Ni 之间能够进行接力催化。

要点3. RuNi/NC 催化剂在碱性 HER 反应的 10 mA cm ^-2 电流密度实现了 12 mV 的过电势，而且能够持续进行 1600 h 电催化，在电解水和氯碱电催化反应中都表现优异的性能。这项研究策略有助于调控界面水分子的结构促进 HER 电催化反应动力学。

Zhang, L., Hu, H., Sun, C.et al. Bimetallic nanoalloys planted on super-hydrophilic carbon nanocages featuring tip-intensified hydrogen evolution electrocatalysis. Nat Commun 15, 7179 (2024).

DOI: 10.1038/s41467-024-51370-1

https://www.nature.com/articles/s41467-024-51370-1

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光催化群-2： 927909706

均相催化与酶催化群-2： 929342001

纳米催化群-1： 256363607

多孔材料群-2： 813094255

理论计算群-2： 863569400

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