- 标题
- 摘要
- 关键词
- 实验方案
- 产品
-
一类新型Zn<sub>1-x</sub>Fe<sub>x</sub>-氧硒化物与Zn<sub>1-x</sub>Fe<sub>x</sub>-层状双氢氧化物纳米结构材料，具有卓越的双功能氧析出与氢析出电催化活性，可用于整体水分解
摘要： 通过电解法实现可扩展且具成本效益的氢燃料生产，需要高效且地球储量丰富的析氧反应（OER）和析氢反应（HER）催化剂。本研究首次报道了在泡沫镍上合成片状Zn1-xFex氧硒化物与Zn1-xFex层状双氢氧化物（LDH）。水热合成的Zn1-xFex-LDH/泡沫镍通过乙二醇辅助溶剂热法成功转化为Zn1-xFex氧硒化物/泡沫镍。电催化剂的阴离子调控改变了其电子特性，从而增强了电催化活性。所制备的Zn1-xFex-LDH/泡沫镍在20 mA cm?2电流密度下展现出极低的OER过电位263 mV和10 mA cm?2时221 mV的HER过电位。值得注意的是，硒化后OER过电位降至256 mV，而经稳定性测试后Zn1-xFex氧硒化物/泡沫镍的HER过电位从238 mV降至10 mA cm?2时的202 mV。该材料在高达50 mA cm?2的超高电流密度下仍表现出优异的双功能催化活性与耐久性。更重要的是，当将其作为阴阳极用于全解水电解槽时，Zn1-xFex氧硒化物/泡沫镍(+)∥Zn1-xFex氧硒化物/泡沫镍(-)组合在10 mA cm?2下仅需1.62 V电压。这种阴离子掺杂/取代方法具有创新性，是开发高效双功能电催化剂的有效策略。
关键词： 氧硒化锌铁合金（Zn1-xFex–oxyselenide）、层状双氢氧化物（Zn1-xFex–LDH）、全水分解、析氢反应（HER）、析氧反应（OER）
更新于2025-09-10 09:29:36
-
催化界面处理性设计的杂化纳米结构的等离激元增强电催化性能
摘要： 近年来，等离子体金属纳米粒子（NPs）在提升精心设计的杂化电催化剂催化效率方面展现出良好前景。特别是将等离子体功能与基于金属的核壳结构耦合于等离子体增强电催化中，为提高催化剂性能提供了可持续途径。本研究报道了经合理设计的金纳米粒子（AuNPs）包裹还原氧化石墨烯（rGO）间隔层并与钯纳米粒子（PdNPs）复合形成的最终材料（AuNP@rGO@Pd）。该rGO层可促进PdO还原，显著增强这些纳米杂化结构的导电性和催化活性。优化后的AuNP@rGO(1)@Pd展现出等离子体增强电催化性能，在析氢反应和析氧反应中的活性分别提升约1.9倍和1.1倍。与商用Pd/C相比，该复合材料在10000秒内也表现出更优异的稳定性。通过原位X射线吸收光谱监测光照下产生的电子密度变化，揭示了催化性能增强的机理：高能载流子富集于复合的PdNPs中，使整体水分解反应获得更高催化性能。本研究的结论将为后续类似杂化纳米结构的等离子体诱导电催化研究提供启示。
关键词： 等离子体纳米颗粒、非均相催化、光电催化、析氧反应（OER）、析氢反应（HER）
更新于2025-09-09 09:28:46