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【催化】天津大学雷圣宾团队Angew:金属间耦合强度调控双金属二维聚合物电催化析氧活性
近日,天津大学的雷圣宾教授团队设计合成了一系列结构清晰、单分子层厚度的双金属Co-Ni二维聚合物 (2DP) 模型OER催化剂,通过调整金属中心间距或桥梁骨架共轭程度,探究了金属间耦合强度对催化剂OER性能的影响。
制备的所有双金属催化剂具有相同的形貌、厚度以及结晶度,确保了后续电化学性能的差异仅由催化剂的本征活性所引起,为研究催化剂的结构与本征活性之间的关系提供了前提。
电化学数据表明:(1)随着2DP中Co和Ni间距的增大,催化剂的OER活性逐渐降低;(2)在金属间距不变的情况下,催化剂OER活性随桥梁骨架共轭程度的增加而增加。
此外,XPS结果表明,金属中心间距或桥梁骨架共轭程度对Co和Ni金属中心之间的电荷转移有显著影响,进而影响了双金属的耦合强度和催化位点的本征活性。OER反应后催化剂的形貌没有变化,且反应后催化剂的IR和XPS数据表明:OER反应过程中形成了关键的超氧化物*O-OH中间体以及Co和Ni的高价态物种。
该工作有助于更深入地理解金属间耦合强度对OER催化剂本征活性的影响,也为高性能双金属OER催化剂的设计和制备提供了新的思路。
文章的第一作者是天津大学的博士研究生法德娟,通讯作者为天津大学冯光原博士和雷圣宾教授。该研究由国家自然科学基金资助支持。
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导师介绍雷圣宾https://www.x-mol.com/groups/lei_shengbin
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