精确调控铂原子掺杂过渡金属碳化物用来高效增强电化学析氢反应
发布时间：2020/9/11 20:43:11
2020年2月，课题组研究成果“Atom-precise incorporation of platinum into ultrafine transition metal carbides for efficient synergetic electrochemical hydrogen evolution”发表在材料领域期刊“Journal of Materials Chemistry A”，论文第一作者为2019级研究生潘星星同学。
近年来，探索用于高效稳定电化学析氢反应（HER）的电催化剂引起了广泛的关注。材料的原子工程可以精确地调节材料的催化活性和最大程度地提高原子效率，为发展高效的电催化剂提供了一种有效的方法，但是精确的调控原子工程仍然是一个巨大的挑战。本工作提出了一种利用多分子水平限域新方法，通过静电纺丝和热处理的方式原位地将铂原子（1.5 wt％）掺入超细过渡金属碳化物中。该杂化材料在10 mA cm-2下过电位为38 mV，Tafel斜率为27 mV dec-1，质量活性为3.49 A mg-1，以及表现出优异的稳定性（5000圈循环后衰减10 mV）。研究表明，该杂化材料表现出优异的性能主要归因于原子Pt在α-MoC1-x上的电子控以及高度暴露的活性位点。用Pt掺杂的超细WCx催化剂进一步证明了该方法的普遍性。本工作阐明了一种原子纳结构和组成工程设计高效电催化剂的简便策略，为杂化催化剂的探索和优化提供了一种新的思路。
Xingxing Pan, Shuanglong Lu*, Duo Zhang, Ye Zhang, Fang Duan, Han Zhu, Hongwei Gu, Shuao Wang, Mingliang Du*, J. Mater. Chem. A, 2020, 8, 4911-4919.