李彩彩/李保强Small：Ru@CDs上空位与电子相互作用协同增强电催化HER性能

开发提高钌(Ru)活性和稳定性的策略对于Ru基电催化剂的发展至关重要。空位工程是调节电催化剂催化活性的典型策略。然而，由于该策略需要极其严格的条件，直接在纯金属Ru中产生空位是困难的，并且晶体结构的完整性被破坏会导致催化剂不稳定。

浙江农林大学李彩彩、哈尔滨工业大学李保强等报道了一种富含空位的碳点负载Ru催化剂(Ru@CDs)，能够高效电催化HER。

作者通过简单的水热和热解策略，制备出以CDs为载体的Ru@CDs电催化剂。富含空位的CDs作为锚定和捕获Ru纳米颗粒的载体，能够抑制Ru纳米颗粒聚集和生长。

在1.0 M KOH溶液中，HER的电流密度为10 mA cm^-2时，Ru@CDs上的过电位为30 mV，Tafel斜率为22 mV dec^-1，性能与Pt/C催化剂相当。

电子顺磁共振(EPR)和XPS光谱表明，CDs具有丰富的内在空位，在将Ru锚定到CDs上的过程中，热解处理可能会产生更多的空位。这些空位的存在将有助于提高HER催化活性。Ru和CD结合后会发生电子相互作用，电子从Ru到O和N转移。

DFT计算进一步表明，空位的产生极大地促进了水的解离，并且Ru@CDs的形成调节了氢的吸附和解吸。综上，丰富的空位和强电子相互作用协同增强了Ru@CDs的电催化HER活性。

Strong Electron Coupling of Ru and Vacancy-Rich Carbon Dots for Synergistically Enhanced Hydrogen Evolution Reaction. Small, 2021. DOI: 10.1002/smll.202102496

原创文章，作者：Gloria，如若转载，请注明来源华算科技，注明出处：https://www.v-suan.com/index.php/2023/10/12/0f82563281/

李彩彩/李保强Small：Ru@CDs上空位与电子相互作用协同增强电催化HER性能

相关推荐