JACS：高活性Ir1-xRuxO2用于OER

催化计 · 公众号 · · 2024-08-19 19:03

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IrO ₂ 和 RuO ₂ 以及固溶体是高活性 OER 电催化剂，高效率的简单合成这种纳米晶催化剂对于电催化转化非常重要。

有鉴于此， 奥胡斯大学 Bo Brummerstedt Iversen 等报道通过原位 XAS 表征技术研究，不同 Ir 和 Ru 的前体化合物（ IrCl ₃ 和 KRuO ₄ ）通过简单的水热合成过程生成纯相 Ir _1–x Ru _x O ₂ 纳米催化剂。

本文要点

要点1. 合成的固溶体具有调节性，其中 0.2 ，而且具有超小相干散射晶畴（尺寸为 1.3~2.6 nm ）。原位 XAS 表征结果说明晶体的生成机理包括两个步骤：首先失去氯配体，生成含有 Ir 和 Ru 的金属氧八面体。这种八面体能够组装生成长程有序的金红石结构。

要点2. 在晶体生成过程中金属能够发生混合，因此形成固溶体而不是异相混合物。通过控制和合成的温度能够调节生成产物的颗粒粒径。这种简单方便的水热合成方法得到了超小尺寸的纳米粒子，并且其酸性 OER 催化活性能够达到了目前文献报道最好的催化剂性能。

这项研究有助于研究如何优化催化剂的组成从而实现低过电势、高质量活性、提高稳定性。

Andreas Dueholm Bertelsen, Magnus Kløve, Nils Lau Nyborg Broge, Martin Bondesgaard, Rasmus Baden Stubkjær, Ann-Christin Dippel, Qinyu Li, Richard Tilley, Mads Ry Vogel Jørgensen, and Bo Brummerstedt Iversen*, Formation Mechanism and Hydrothermal Synthesis of Highly Active Ir _1–x Ru _x O ₂ Nanoparticles for the Oxygen Evolution Reaction, J. Am. Chem. Soc. 2024

DOI: 10.1021/jacs.4c04607

https://pubs.acs.org/doi/10.1021/jacs.4c04607

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