Appl. Catal. B.: Ru-N亲合性助力N-RuO2电催化HER 2023年10月18日 下午9:51 • 头条, 百家, 顶刊 • 阅读 7 为了实现电化学高效的制氢,研究人员致力于开发具有零氢结合能(ΔGH*=0)的析氢反应(HER)电催化剂以平衡吸附和解吸。 近日,韩国蔚山国家科学技术研究院(UNIST)Hyun-Kon Song和Jun Hee Lee等通过实验研究表明,对氧化钌进行氮掺杂(N-RuO2)可以使其ΔGH*接近零或促进氢解吸过程来提高的HER活性。 氮掺杂的氧化钌(N-RuO2)是通过热解含氮聚合物与钌前体来制备的。由吡咯烷酮与钌强烈配位的Pyrd-PVA-CN制备具有高Ru-N亲和度(Ru-N CN=0.9)的高氮掺杂RuO2(N0.9-RuO2@NC)。 另一方面,由不含吡咯烷酮的PVA-CN作为含氮弱配位前驱体,合成较少氮掺杂的RuO2(N0.5-RuO2@NC,Ru-N CN=0.5)。保证Ru-N亲合性的氮掺杂显着提高了RuO2催化剂的HER电活性。HER活性沿着Pt/C < RuO2@C < N0.5-RuO2@NC < N0.9-RuO2@NC增加。 通过对N-RuO2进行密度泛函理论(DFT)计算,提出了HER的双活性中心机制。水分子与*Ru和*N的两个活性中心结合后,在碱性介质中分裂形成HO-*Ru和H-*N。氢由H-*N产生,而OH–由HO-*Ru产生。N-RuO2的表面氮(*N)比RuO2的*O更缺乏电子,结合质子的能力更弱,因此ΔGH*趋向更正值,更接近解吸态的能量以进行析氢(从*O的-0.56 eV到*N的-0.25 eV)。 此外,N-RuO2的*Ru,比未掺杂的RuO2的富电子,以一种更简单的方式释放出OH–,因为氮掺杂剂比表面氧从表面的钌中获取了更少的电子。 Metal-Nitrogen Intimacy of The Nitrogen-Doped Ruthenium Oxide for Facilitating Electrochemical Hydrogen Production. Applied Catalysis B: Environmental, 2021. DOI: 10.1016/j.apcatb.2021.120873 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/2023/10/18/8d56187663/ 催化 赞 (0) 0 生成海报 微信扫码分享 相关推荐 李灿院士/李泽龙教授,继ACS Catalysis后,再发JACS! 2023年10月2日 陈忠伟/王新/张永光ACS Nano: 用于锂硫电池的分级多孔Mxene微球先进电催化剂 2023年10月13日 纽约州立大学ACS AMI: 机器学习预测甲基铵锡基钙钛矿中的最佳Br掺杂 2023年10月15日 北科连芳AFM:引入富氢键网络大幅提升固态聚合物电解质的性能 2023年10月4日 J. Energy Chem.:界面电子转移活化配位共轭聚合物实现高效CO2电还原 2023年10月3日 最新Nature子刊:钙钛矿光伏组件回收利用更具优势 2023年10月30日