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盡管研究人員對(duì)堿性電催化析氫反應(yīng)（HER）中的非貴金屬基材料進(jìn)行了廣泛的研究，但是設(shè)計(jì)出具有優(yōu)異穩(wěn)定性和超過(guò)Pt/C固有活性的電催化劑仍面臨巨大的挑戰(zhàn)。

基于此，青島科技大學(xué)王磊教授和賴建平教授（共同通訊作者）等人報(bào)道了一種新的策略來(lái)解決這兩個(gè)問(wèn)題，其結(jié)合了Pt摻雜和強(qiáng)金屬-載體相互作用（strong metal-support interaction, SMSI）。

通過(guò)簡(jiǎn)單、快速（60 s）和無(wú)溶劑的微波還原方法，作者制備了一系列負(fù)載在碳納米管（CNT）上超小尺寸（3-4 nm）的M-Ni₄Mo（M=Pt、Ru、Pd）納米顆粒。通過(guò)優(yōu)化的組成和成分，電化學(xué)測(cè)試表明，5 wt% Pt-Ni₄Mo/CNT在1.0 M KOH電解液中具有出色的HER活性。在電流密度為10 mA cm^-2時(shí)，Pt-Ni₄Mo/CNT表現(xiàn)出18.6 mV的極低過(guò)電位。

此外，Pt-Ni₄Mo/CNT在100 mV過(guò)電位下的周轉(zhuǎn)頻率（TOF）為6.49 s^-1，高于Pt/C（4.31 s^-1）。得益于SMSI，Pt-Ni₄Mo/CNT的催化活性在電流密度為100 mA cm^-2下可保持200 h，表明催化劑具有優(yōu)異的穩(wěn)定性。

此外，原位衰減全反射表面增強(qiáng)紅外吸收光譜（ATR-SEIRAS）和密度泛函理論（DFT）計(jì)算表明，Ni₄Mo位點(diǎn)在HER產(chǎn)生H*和OH*的過(guò)程中主要起分解水作用。然后，強(qiáng)烈吸附的H*中間體轉(zhuǎn)移到Pt位點(diǎn)，不僅暴露了Ni₄Mo上的活性中心，而且加速了H₂的解吸過(guò)程。該策略將為未來(lái)其他催化劑的設(shè)計(jì)和合成提供寶貴的啟示。

Pt doping and strong metal-support interaction as a strategy for NiMo-based electrocatalysts to boost the hydrogen evolution reaction in alkaline solution. J. Mater. Chem. A, 2022, DOI: 10.1039/D2TA03934F.

原創(chuàng)文章，作者：Gloria，如若轉(zhuǎn)載，請(qǐng)注明來(lái)源華算科技，注明出處：http://www.xiubac.cn/index.php/2024/02/28/d3bbd0a643/

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王磊/賴建平JMCA：Pt-Ni4Mo/CNT電催化劑助力堿性溶液中HER

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