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吉大鄒曉新ACS Catal.: 具有高活性和穩定的層狀質子化銥酸鹽納米片用于酸性析氧

基于Ir的鈣鈦礦氧化物在酸性介質中具有優異的析氧反應(OER)性能，但它們通常在OER過程中會發生表面非晶化而導致結構不穩定(例如，嚴重的Ir浸出)，這限制了其進一步發展和應用。

近日，吉林大學鄒曉新課題組將Ruddlesden-Popper層狀鈣鈦礦Sr₂IrO₄剝離成具有鈣鈦礦框架的質子化膠體納米片(HION)，并用于酸性條件下析氧反應。

HION材料完全質子化，保留了層狀鈣鈦礦結構，并在水中形成穩定的膠體分散體。這些質子化納米片的形態完整性和高分散性使得能夠以超低Ir負載水平(30 μg cm^-2)在集流體上輕松制造高性能催化劑沉積物。HION催化劑沉積物的活性比IrO₂高約10倍，同時在OER過程中經歷幾乎同樣多的Ir溶解。

實驗和理論結果還表明，質子化納米片表面的羥基參與OER的催化循環，其層狀鈣鈦礦框架提供了具有合適電子結構的有效Ir活性位點，從而使得催化劑具有高內在活性。這些結果進一步證明了通過良好的鈣鈦礦骨架保存來平衡鈣鈦礦基OER催化劑的催化活性和結構穩定性的可行性。

Protonated Iridate Nanosheets with a Highly Active and Stable Layered Perovskite Framework for Acidic Oxygen Evolution. ACS Catalysis, 2022. DOI: 10.1021/acscatal.2c01241

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