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1. JACS: 三元離子液體基電解質(zhì)耦合大塊金屬電極，用于高效電還原CO₂制CO

催化頂刊集錦：JACS、Nat. Commun.、ACS Catal.、AFM、ACS Nano等成果

通過電化學(xué)CO₂反應(yīng)(CO₂RR)將CO₂還原為燃料和增值化學(xué)品，對人類社會的可持續(xù)發(fā)展具有重要意義。目前人們主要致力于設(shè)計(jì)和改性固體催化劑以提高活性和選擇性，而大多數(shù)電極在CO₂電還原過程中經(jīng)歷了嚴(yán)重的失活和競爭性析氫反應(yīng)，這嚴(yán)重降低了反應(yīng)性能。此外，電解質(zhì)對CO₂電還原也起著關(guān)鍵的作用。離子液體基電解質(zhì)有利于獲得較大的電流密度，有利于C₁產(chǎn)品的生產(chǎn)。然而，在基于IL的電解質(zhì)中，嚴(yán)重的電極失活和HER仍有待解決。

基于此，華東師范大學(xué)韓布興、吳海虹和中科院化學(xué)研究所康欣晨等利用塊狀金屬電極與三元離子液體(IL)電解質(zhì)(1-丁基-3-甲基咪唑四氟硼酸鹽/1-十二烷基-3-甲基咪唑四氟硼酸鹽/MeCN)實(shí)現(xiàn)高效電還原CO₂制CO。電化學(xué)性能測試結(jié)果顯示，在不同體積金屬電極上，CO₂電還原為CO的電流密度明顯增大，并且三元電解液中的HER得到很好的抑制。更重要的是，在商業(yè)銅電極上，在較寬的電位范圍(?2.2~?2.5 V vs Ag/Ag⁺)內(nèi)，獲得了約100%的CO法拉第效率(FE_CO)。

實(shí)驗(yàn)結(jié)果和理論計(jì)算表明，在三元電解質(zhì)中，一種IL破壞了另一種IL在MeCN中的聚集行為以獲得更均勻的結(jié)構(gòu)，這不僅促進(jìn)了CO₂的擴(kuò)散，而且增加了對電極表面的潤濕性。在工作條件下，兩種IL陽離子在電極表面水平方向和垂直方向同時排列，提高了表面咪唑陽離子的濃度和致密度；致密的咪唑陽離子層增加了電極上的CO₂濃度，限制了CO₂分子在電極表面的擴(kuò)散，促進(jìn)了反應(yīng)的進(jìn)行。

因此，在工作條件下，電解液對電極的良好潤濕性和電極表面的高CO₂濃度導(dǎo)致了較高的電流密度，以及垂直排列的C₁₂mim⁺形成疏水層，抑制H⁺的擴(kuò)散，從而有效地抑制HER以獲得大的FE_CO。

Ternary Ionic-Liquid-Based Electrolyte Enables Efficient Electro-reduction of CO₂ over Bulk Metal Electrodes. Journal of the American Chemical Society, 2023. DOI: 10.1021/jacs.3c03259

2. JACS: CuO調(diào)控Pd的暴露及電子結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)高選擇性C?H鍵活化并抑制C?C鍵斷裂

負(fù)載型鈀基催化劑被廣泛應(yīng)用于催化活性高的氧化反應(yīng)，但它們?nèi)菀滓鹩袡C(jī)化合物的深度氧化，導(dǎo)致產(chǎn)物選擇性低。以醇的選擇性氧化為例，負(fù)載型鈀基催化劑對醇的氧化反應(yīng)具有較高的活性，但在高溫下往往會導(dǎo)致其深度氧化成CO₂。

Β-C-H鍵斷裂被認(rèn)為是醇類選擇性氧化的速率控制步驟，而在深度氧化成CO₂過程中則需要C-C鍵斷裂。因此，設(shè)計(jì)有選擇性地促進(jìn)C-H鍵活化同時抑制C-C鍵斷裂的催化劑是應(yīng)對這一挑戰(zhàn)的關(guān)鍵。然而，C-H和C-C的鍵能非常接近，很難單獨(dú)實(shí)現(xiàn)C-H的選擇性活化。

近日，北京工業(yè)大學(xué)鄧積光課題組設(shè)計(jì)了一種雙金屬結(jié)構(gòu)，其中部分強(qiáng)氧化Pd位點(diǎn)被CuO覆蓋(PdCu/Al₂O₃)，并作為一種有效的選擇性氧化催化劑能夠同時實(shí)現(xiàn)超高選擇性C?H活化和抑制C-C鍵斷裂。

實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示，在50~200 °C范圍內(nèi)，即使在150~200°C，PdCu_1.2/Al₂O₃上異丙醇轉(zhuǎn)化率接近100%時，也能有效地抑制異丙醇的深度氧化，對目標(biāo)產(chǎn)物丙酮的選擇性超過98%；而Pd/Al₂O₃在150°C時，丙酮的選擇性明顯下降。此外，PdCu_1.2/Al₂O₃大大提高了低溫催化活性，其在110°C時丙酮生成速率比Pd/Al₂O₃高34.1倍。

理論計(jì)算表明，表面Pd位點(diǎn)暴露量的減少削弱了C-C鍵的斷裂，而適當(dāng)?shù)腃uO的引入使Pd的d帶中心(ε_d)向上移動并增強(qiáng)了反應(yīng)物的吸附和活化，提供了更多的活性氧種類，特別是選擇性氧化的關(guān)鍵超氧物種(O₂^?)，并顯著降低了O-H和β-C-H鍵斷裂的能壘。

為了研究這種策略的普遍性，研究人員分別用Co、Ni和Mn元素代替了部分Pd元素，所得催化劑在較寬的溫度范圍內(nèi)具有較高的丙酮選擇性。綜上，該項(xiàng)工作在分子水平上闡述了C-H和C-C鍵的斷裂機(jī)制，將指導(dǎo)調(diào)節(jié)具有相對惰性金屬氧化物的強(qiáng)氧化貴金屬中心，用于其他選擇性的催化氧化反應(yīng)。

Highly Selective Activation of C–H Bond and Inhibition of C–C Bond Cleavage by Tuning Strong Oxidative Pd Sites. Journal of the American Chemical Society, 2023. DOI: 10.1021/jacs.3c00747

3. Nat. Commun.: Ru分散到銅納米簇催化劑上，加速NO₂^?與CO電化學(xué)偶聯(lián)合成甲酰胺

利用電化學(xué)C?N偶聯(lián)反應(yīng)在環(huán)境條件下生產(chǎn)高附加值的有機(jī)氮化合物，可以實(shí)現(xiàn)有害物質(zhì)的碳中和和高附加值利用，被認(rèn)為是一種可持續(xù)的策略。最近的進(jìn)展表明，在CO₂/CO還原反應(yīng)中引入氨源，能夠從C?N偶聯(lián)反應(yīng)中電化學(xué)合成有機(jī)酰胺。同時，工業(yè)廢水和受污染的地下水中的亞硝酸鹽/硝酸鹽(NO₂^?/NO₃^?)是一種高度豐富的氮源。因此，利用大量廉價的含碳、含氮原料，將NO₂^?與CO電催化偶聯(lián)可能成為甲酰胺合成的一種替代途徑。

近日，湖南大學(xué)譚勇文和臺灣同步輻射研究中心Ting-Shan Chan等將Ru原子分散到銅納米團(tuán)簇上形成單原子合金(Ru₁Cu SAA)電催化劑，實(shí)現(xiàn)了CO與NO₂^?的電化學(xué)偶聯(lián)反應(yīng)生成甲酰胺。

實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，分離的Ru原子被摻入到納米銅團(tuán)簇的晶格中，生成了Ru₁Cu SAA；并且其在?0.5 V_RHE下的平均甲酰胺產(chǎn)率為2483.77 ± 155.34 μg h^?1 mg_cat.^?1，以及法拉第效率(FE)高達(dá)45.65 ± 0.76%。此外，研究人員利用膜電極組件電解槽進(jìn)一步研究了Ru₁Cu SAA的穩(wěn)定性：Ru₁Cu SAA可以在高電流密度(約250 mA cm^?2)下持續(xù)穩(wěn)定運(yùn)行50小時，并且反應(yīng)后結(jié)構(gòu)和組分未發(fā)生明顯變化，這些結(jié)果表明Ru₁Cu SAA對甲酰胺電合成具有良好的穩(wěn)定性。

一系列原位實(shí)驗(yàn)研究和理論計(jì)算揭示了相鄰的Ru-Cu雙活性中心作為催化劑的內(nèi)在活性中心: 單個Ru原子促進(jìn)NO₂^?的吸附并激活脫氧加氫過程，而CO在相鄰Cu原子上經(jīng)歷解離吸附。因此，Ru-Cu協(xié)同催化有助于通過*CO和*NH₂中間體的自發(fā)耦合促進(jìn)C?N鍵的形成，從而提高了電合成甲酰胺的活性和選擇性。

總的來說，與單金屬催化劑相比，雙活性中心催化劑可以為C和N的活化提供獨(dú)立的雙中心協(xié)同催化，從而提高C?N偶聯(lián)效率。這為利用廉價的CO和NO₂^?污染物通過C?N耦合進(jìn)行可持續(xù)的甲酰胺電合成開辟了一條途徑，也為合成各種高附加值化學(xué)品提供了一種基于單原子合金的雙位點(diǎn)設(shè)計(jì)策略。

Efficient Electrosynthesis of Formamide from Carbon Monoxide and Nitrite on a Ru-dispersed Cu Nanocluster Catalyst. Nature Communications, 2023. DOI: 10.1038/s41467-023-38603-5

4. Nat. Commun.: 電化學(xué)活化π-SnS催化劑，實(shí)現(xiàn)工業(yè)電流下酸性CO₂-HCOOH電解

電化學(xué)CO₂還原反應(yīng)(CO₂RR)制備甲酸(HCOOH)為可再生能源的儲存和CO₂的循環(huán)利用提供了有前途的策略。在酸性條件下能夠直接獲得HCOOH，并且降低了CO₂與OH^?的反應(yīng)消耗，提高了HCOOH的產(chǎn)量。然而，酸性條件下的競爭析氫反應(yīng)(HER)對于選擇性CO₂制備HCOOH具有重要影響，尤其是在工業(yè)電流密度下。主族金屬硫化物衍生的S摻雜金屬催化劑在堿性和中性介質(zhì)中通過抑制HER和調(diào)節(jié)CO₂還原中間體，表現(xiàn)出增強(qiáng)的CO₂-HCOOH選擇性。然而，在酸性介質(zhì)中，將這些衍生的硫摻雜劑穩(wěn)定在金屬表面上，使其具有較大的還原電位以用于工業(yè)水平HCOOH生產(chǎn)仍然具有挑戰(zhàn)性。

基于此，澳大利亞阿德萊德大學(xué)喬世璋課題組利用相工程技術(shù)制備了SnS (π-SnS)預(yù)催化劑，在工業(yè)電流密度下實(shí)現(xiàn)了酸性CO₂還原制備HCOOH (pH=3)。該策略能夠在酸性介質(zhì)中穩(wěn)定Sn表面下的豐富S摻雜，并且穩(wěn)定的Sn-S活性位點(diǎn)調(diào)節(jié)了CO₂RR中間體的覆蓋率。

因此，在酸性介質(zhì)中，π-SnS衍生的Sn催化劑在?0.1~ ?1 A cm^?2的電流密度范圍內(nèi)，HCOOH的法拉第效率達(dá)到70%以上，并且CO₂單程利用率達(dá)36.43%；此外，HCOOH的產(chǎn)率最大可達(dá)到13.7 mmol h^?1 cm^?2(工業(yè)水平)，優(yōu)于大多數(shù)報(bào)道的電催化劑。

通過FT-EXAFS、原位拉曼光譜學(xué)和理論模擬，發(fā)現(xiàn)π-SnS比具有較短Sn?S鍵的傳統(tǒng)α-SnS具有更強(qiáng)的內(nèi)在結(jié)合強(qiáng)度，在經(jīng)過高電流密度下CO₂RR活化后，Sn亞表面(Sn(S)?H)中的S含量更高；原位SERS、原位ATR-FTIR和DFT計(jì)算揭示了Sn-S活性位點(diǎn)具有強(qiáng)烈的*OCHO吸附和減弱的*H吸附，CO₂RR朝向更有利的CO₂-HCOOH途徑。

更重要的是，Sn-S活性位點(diǎn)在高電流密度下促進(jìn)了*OCHO覆蓋，導(dǎo)致HCOOH的穩(wěn)定和高速生產(chǎn)。綜上。該項(xiàng)工作證明了相工程在優(yōu)化高性能酸性CO₂RR催化劑中的重要性，為設(shè)計(jì)用于在工業(yè)電流密度下高效電合成高附加值化學(xué)品的催化劑提供了策略。

Acidic CO₂-to-HCOOH Electrolysis with Industrial-level Current on Phase Engineered Tin Sulfide. Nature Communications, 2023. DOI: 10.1038/s41467-023-38497-3

5. Nat. Commun.: 構(gòu)建三維Cu-殼聚糖-氣體擴(kuò)散層電極，實(shí)現(xiàn)高效CO₂電解制C₂₊醇

通過電催化CO₂還原反應(yīng)(CO₂RR)將CO₂轉(zhuǎn)化為C₂₊產(chǎn)品對于降低化石能源的消耗和實(shí)現(xiàn)碳中和具有重要意義。迄今為止，生產(chǎn)C₂₊產(chǎn)品的最有效的系統(tǒng)是使用流動單元組件，在這種結(jié)構(gòu)中，CO₂在氣-液-固三相界面上發(fā)生電解，并且CO₂RR活性常受界面面積大小和質(zhì)量輸運(yùn)的限制。對于催化劑層，最直接的方法是使用常用的聚苯胺(PANI)、聚吡咯(PPy)和Nafion D-521等聚合物/粘合劑在氣體擴(kuò)散層(GDL)上涂覆粉末型電催化劑。

然而，由于氣體運(yùn)輸受阻，添加劑粘合劑不可避免地會降低CO₂RR性能，活性中心暴露不足以及在反應(yīng)中粘合劑降解使催化劑從電極表面脫離。為此，氣體擴(kuò)散電極的設(shè)計(jì)主要集中在兩個方面：一是擴(kuò)大反應(yīng)界面，提高電催化劑的利用率；二是構(gòu)建高效的電子、CO₂和產(chǎn)物輸運(yùn)網(wǎng)絡(luò)，減少CO₂反應(yīng)器的歐姆輸運(yùn)和質(zhì)量輸運(yùn)損失。

基于此，中科院化學(xué)研究所韓布興和朱慶宮等制備了一種三維Cu-CS(殼聚糖)-GDL(氣體擴(kuò)散層)電極，其中CS可以作為催化劑和GDL之間的“過渡層”。具體而言，CS結(jié)構(gòu)的羥基和氨基賦予其較強(qiáng)的螯合能力，可與Cu²⁺直接配位得到Cu-CS絡(luò)合物；隨后通過原位電化學(xué)技術(shù)將Cu²⁺轉(zhuǎn)化為三維六方棱柱形Cu微棒。

電化學(xué)性能測試結(jié)果顯示，在?0.87 V下，C₂₊產(chǎn)物的法拉第效率(FE)可以達(dá)到88.2%，電流密度(幾何歸一化)高達(dá)900 mA cm^?2；其中C₂₊醇的選擇性為51.4%，部分電流密度為462.6 mA cm^?2。

實(shí)驗(yàn)結(jié)果和理論計(jì)算表明，高度互連的CS網(wǎng)絡(luò)誘導(dǎo)了3D Cu薄膜的生長，并且所制備的集成結(jié)構(gòu)促進(jìn)了電子的快速傳輸，減輕了電解過程中的質(zhì)量擴(kuò)散限制。同時，三維Cu-CS-GDL結(jié)構(gòu)還產(chǎn)生了豐富的Cu(111)/Cu(200)晶面，降低了*CH₂CHO轉(zhuǎn)化為*CH₃CHO的能壘，有利于CO₂還原反應(yīng)按照C₂₊醇的途徑進(jìn)行。

總的來說，該項(xiàng)工作通過利用殼聚糖作為過渡層增強(qiáng)了質(zhì)量轉(zhuǎn)換和有利于C₂₊醇途徑，這為設(shè)計(jì)在GDEs中使用一個合適的過渡層來調(diào)整結(jié)構(gòu)的其他CO₂RR高效電極提供了指導(dǎo)。

Construction of 3D Copper-chitosan-gas Diffusion Layer Electrode for Highly Efficient CO₂ Electrolysis to C₂₊ Alcohols. Nature Communications, 2023. DOI: 10.1038/s41467-023-38524-3

6. ACS Catal.: 電化學(xué)誘導(dǎo)氧化銅催化劑合成，用于選擇性硝酸還原制氨

在溫和條件下利用電能驅(qū)動的電化學(xué)氮還原反應(yīng)(NRR)引起了人們的廣泛關(guān)注。然而，由于N₂的低水溶性和高的N≡N鍵解離能(945 kJ mol^?1)，通過NRR過程生產(chǎn)NH₃的選擇性和產(chǎn)率極低。最近，電還原具有較高的水溶性和較低的N≡O(shè)鍵解離能(204 kJ mol^?1)的硝酸鹽(NO₃^?)，在消除環(huán)境中NO₃^?污染的同時，還能夠以較快的反應(yīng)速率產(chǎn)生NH₃。

然而，硝酸鹽(NO₃^?)還原反應(yīng)(NO₃RR)涉及多個電子和質(zhì)子轉(zhuǎn)移過程，其可能產(chǎn)生不同的產(chǎn)物，包括NO₂^?、NO、N₂和NH₂OH等，因此表現(xiàn)出較差的NH₃選擇性。因此，開發(fā)一種高效、高選擇性的NO₃RR催化劑是實(shí)現(xiàn)NH₃高效生產(chǎn)的前提。

基于此，中科院長春應(yīng)化所張新波、鐘海霞和鮑迪等從可控晶面Cu₂O粒子出發(fā)，采用電化學(xué)預(yù)還原方法制備了一種Cu/Cu₂O模型催化劑，系統(tǒng)研究了Cu基催化劑在不同電位下NO₃RR反應(yīng)過程中的結(jié)構(gòu)演變。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，在高還原電位(< 0.6 V_RHE)下，CuO上原位生成的Cu⁰(OD-Cu)是NO₃高選擇性還原為NH₃的真正活性相，并且OD-Cu立方體在?0.9 V時的最大NH₃法拉第效率(FE)為93.9%、產(chǎn)率為219.8 μmol h^?1 cm^?2，以及對NH₃的TOF為1.09 × 10^?2。

脈沖電解實(shí)驗(yàn)、原位IR/Raman和理論計(jì)算分析表明，在高還原電位下，在OD-Cu上優(yōu)先產(chǎn)生NH₃；在低還原電位下，Cu/Cu₂O界面有利于NO₂^?的生成。

此外，OD-Cu立方體對NO₃^?吸附的增強(qiáng)(OD-Cu的d帶中心更接近費(fèi)米能級)、電位決定步驟(*NH₃→NH₃)反應(yīng)能壘的降低，以及競爭性析氫反應(yīng)(HER)的抑制導(dǎo)致催化劑高的NH₃選擇性。綜上，該項(xiàng)工作詳細(xì)闡述了銅基電催化劑的真正活性相和相應(yīng)的催化行為，這將為合理優(yōu)化NH₃電催化劑的性能提供了指導(dǎo)。

Potential-Induced Synthesis and Structural Identification of Oxide-Derived Cu Electrocatalysts for Selective Nitrate Reduction to Ammonia. ACS Catalysis, 2023. DOI: 10.1021/acscatal.3c01315

7. AFM: 鉍納米花的原位結(jié)構(gòu)重構(gòu)，實(shí)現(xiàn)高選擇性電化學(xué)CO₂還原制甲酸

電催化二氧化碳還原反應(yīng)(CO₂RR)一直被認(rèn)為是實(shí)現(xiàn)碳中和和可再生能量轉(zhuǎn)換的一條有前途的途徑。目前，大多數(shù)鉍基電催化劑被用來還原CO₂制甲酸鹽(HCOOH)，然而不同Bi納米結(jié)構(gòu)對電催化性能的影響機(jī)理還缺乏更詳細(xì)的闡述。為了解決這些問題，需要進(jìn)一步探索電還原過程中的反應(yīng)步驟和反應(yīng)機(jī)理。

基于此，南京大學(xué)金鐘和鐵祚庥等采用化學(xué)置換和電化學(xué)還原相結(jié)合的方法，實(shí)現(xiàn)了Bi@Bi₂O₃納米枝晶(Bi@Bi₂O₃-NDs)向Bi納米花(Bi-NFs)的原位形貌重構(gòu)。

具體而言，通過簡便快速的化學(xué)置換反應(yīng)，在銅箔上生長出Bi@Bi₂O₃-NDs；然后以Bi₂O₂CO₃為中間體，在KHCO₃溶液中進(jìn)行原位電還原。經(jīng)過兩步轉(zhuǎn)化，最終形成由三維自組裝超薄Bi納米片組成的活化Bi-NDs。

其中，Bi@Bi₂O₃-NDs的廣泛表面重建使暴露的活性中心和Bi⁰物種的數(shù)量最大化，因此Bi-NFs在?0.9 V_RHE時對甲酸鹽的生成表現(xiàn)出92.3%的高法拉第效率(FE)，并在?1.05 V時表現(xiàn)出28.5 mA cm^?2的高HCOOH部分電流密度。此外，Bi-NFs還具有優(yōu)異的催化穩(wěn)定性，其在連續(xù)4小時電催化CO₂還原為HCOOH后的FE_HCOOH仍保持約92%，并且其形貌結(jié)構(gòu)沒發(fā)生明顯變化。

研究人員還采用原位拉曼光譜研究了電催化劑表面CO₂RR過程中中間體的變化。結(jié)果顯示，CO₂在Bi-NF上的轉(zhuǎn)化途徑為：1.CO₂→*OCHO→*HCOOH；2.CO₂→*COOH→*CO；同時，由于Bi-NF對*OCHO中間體的優(yōu)先選擇性吸附和穩(wěn)定性，有利于CO₂RR向HCOOH產(chǎn)物的轉(zhuǎn)移。

總的來說，*OCHO是形成HCOOH的關(guān)鍵中間體，Bi-NFs上活性位點(diǎn)的表面重建和活化過程對實(shí)現(xiàn)主要產(chǎn)物HCOOH的超高選擇性至關(guān)重要。

In Situ Structure Refactoring of Bismuth Nanoflowers for Highly Selective Electrochemical Reduction of CO₂ to Formate. Advanced Functional Materials, 2023. DOI: 10.1002/adfm.202301984

8. ACS Nano: 協(xié)同界面優(yōu)化策略，助力MXene@RuCo異質(zhì)結(jié)構(gòu)高效電催化水分解

貴金屬催化劑(Pt/C和RuO₂)作為析氫反應(yīng)(HER)和析氧反應(yīng)(OER)的基準(zhǔn)電催化劑，具有超低過電位和優(yōu)異的長期耐久性，在工業(yè)中得到了廣泛的應(yīng)用。然而，由于這些材料的稀缺性和高成本，提高了電催化水分解的成本。雖然鎳基合金催化劑在堿性水電解過程中得到了廣泛的應(yīng)用，但其性能仍有待進(jìn)一步提高。因此，必須通過使用更廉價的非貴金屬材料或減少貴金屬的使用量，以實(shí)現(xiàn)高效、低成本的電催化水分解。

基于此，重慶大學(xué)黨杰課題組采用協(xié)同界面優(yōu)化策略制備了MXene納米片負(fù)載金屬-有機(jī)骨架(MOF)衍生的異質(zhì)結(jié)構(gòu)電催化劑(MXene@RuCo NPs)，并將其用于高效水分解。

電化學(xué)性能測試結(jié)果表明，在堿性條件下，所制備的MXene@RuCo NPs表現(xiàn)出優(yōu)異的HER和OER活性。具體而言，MXene@RuCo NPs在10 mA cm^?2電流密度下的HER和OER過電位分別為20和253 mV，Tafel斜率分別為30.4和61.3 mV dec^?1；該催化劑還具有優(yōu)異的穩(wěn)定性，其HER和OER的LSV曲線在CV循環(huán)1000次后僅表現(xiàn)出少量衰減。

此外，利用MXene@RuCo NPs構(gòu)建的MXene@RuCo NPs (?)//MXene@RuCo NPs (+)水電解槽僅需1.52 V的電池電壓就能產(chǎn)生10 mA cm^?2的電流密度，優(yōu)于大多數(shù)最近報(bào)道的堿性水電解槽。

實(shí)驗(yàn)結(jié)果和密度泛函理論(DFT)計(jì)算表明，RuCo納米粒子具有比Co納米粒子更小的催化質(zhì)量活性；并且，Ru作為引入的第二活性中心，不僅降低了OER過程中限速步驟的能壘，而且還抑制了Co的過氧化，使Co中心能夠?qū)崿F(xiàn)優(yōu)異的HER性能。

最重要的是，MXene誘導(dǎo)了非均相界面之間的電荷重新分布，優(yōu)化了界面的物理化學(xué)性質(zhì)，提高了催化劑的導(dǎo)電性和親水性，加速了電荷轉(zhuǎn)移速率，從而為高效電解水分解提供了一個優(yōu)化和良好的界面。總之，該項(xiàng)工作為合成界面性能優(yōu)化、協(xié)同效應(yīng)大的催化劑提供了一種有效的界面工程策略。

Collaborative Interface Optimization Strategy Guided Ultrafine RuCo and MXene Heterostructure Electrocatalysts for Efficient Overall Water Splitting. ACS Nano, 2023. DOI: 10.1021/acsnano.3c02956

原創(chuàng)文章，作者：Gloria，如若轉(zhuǎn)載，請注明來源華算科技，注明出處：http://www.zzhhcy.com/index.php/2023/10/05/7c4ede3cc4/

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