吉大邹晓新ACS Catal.: 具有高活性和稳定的层状质子化铱酸盐纳米片用于酸性析氧

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吉大邹晓新ACS Catal.: 具有高活性和稳定的层状质子化铱酸盐纳米片用于酸性析氧
基于Ir的钙钛矿氧化物在酸性介质中具有优异的析氧反应(OER)性能，但它们通常在OER过程中会发生表面非晶化而导致结构不稳定(例如，严重的Ir浸出)，这限制了其进一步发展和应用。
近日，吉林大学邹晓新课题组将Ruddlesden-Popper层状钙钛矿Sr2IrO4剥离成具有钙钛矿框架的质子化胶体纳米片(HION)，并用于酸性条件下析氧反应。
吉大邹晓新ACS Catal.: 具有高活性和稳定的层状质子化铱酸盐纳米片用于酸性析氧
吉大邹晓新ACS Catal.: 具有高活性和稳定的层状质子化铱酸盐纳米片用于酸性析氧
HION材料完全质子化，保留了层状钙钛矿结构，并在水中形成稳定的胶体分散体。这些质子化纳米片的形态完整性和高分散性使得能够以超低Ir负载水平(30 μg cm-2)在集流体上轻松制造高性能催化剂沉积物。HION催化剂沉积物的活性比IrO2高约10倍，同时在OER过程中经历几乎同样多的Ir溶解。
吉大邹晓新ACS Catal.: 具有高活性和稳定的层状质子化铱酸盐纳米片用于酸性析氧
实验和理论结果还表明，质子化纳米片表面的羟基参与OER的催化循环，其层状钙钛矿框架提供了具有合适电子结构的有效Ir活性位点，从而使得催化剂具有高内在活性。这些结果进一步证明了通过良好的钙钛矿骨架保存来平衡钙钛矿基OER催化剂的催化活性和结构稳定性的可行性。
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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