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研究概述

單原子基催化劑的合理設(shè)計(jì)以及金屬位點(diǎn)與底物之間協(xié)同作用的精確闡明，對(duì)于識(shí)別真正的活性位點(diǎn)和在原子尺度上闡釋催化機(jī)理至關(guān)重要，從而有助于開(kāi)發(fā)出多種工業(yè)應(yīng)用的高性能催化劑。

基于此，2024年10月23日，南京師范大學(xué)唐亞文教授/徐林副教授、南通大學(xué)趙群副教授在國(guó)際期刊Advanced Functional Materials發(fā)表題為《Synergistic Alkaline Hydrogen Evolution Catalysis over MoC Triggered by Doping Single Ru Atoms》的研究論文。

在此，研究人員開(kāi)發(fā)了一種釕（Ru）單原子摻雜策略，以在堿性介質(zhì)中激活具有優(yōu)異析氫反應(yīng)（HER）活性的MoC底物

原子級(jí)分散的Ru位點(diǎn)被摻雜到負(fù)載在3D N摻雜碳納米花上的MoC納米顆粒中（Ru-SAs@MoC/NCFs）。

實(shí)驗(yàn)結(jié)果和理論計(jì)算表明，原子隔離的Ru摻雜劑可以有效觸發(fā)具有熱力學(xué)上有利的水吸附/解離能的Mo位點(diǎn)，并促進(jìn)Ru位點(diǎn)上的OH^?解吸和N位點(diǎn)上的H吸附，從而協(xié)同加速整體堿性HER動(dòng)力學(xué)。

因此，精心設(shè)計(jì)的Ru-SAs@MoC/NCFs展示了非凡的HER活性，在1.0 m KOH電解液中，在電流密度為10 mA cm^-2下過(guò)電位低至16 mV，優(yōu)于Pt/C基準(zhǔn)和迄今為止報(bào)道的大量鉬/釕（Mo/Ru）基HER催化劑。

這些發(fā)現(xiàn)揭示了由原子摻雜調(diào)制引起的堿性HER機(jī)制，并提出了通過(guò)原子級(jí)操控利用的高效率電催化劑的設(shè)計(jì)原則。

圖文解讀

圖1：Ru-SAs@MoC/NCFs的成分分析

圖2：Ru-SAs@MoC/NCFs的堿性HER性能

圖3：Ru-SAs@MoC/NCFs在堿性HER中的催化機(jī)理

文獻(xiàn)信息

Synergistic Alkaline Hydrogen Evolution Catalysis over MoC Triggered by Doping Single Ru Atoms,?Advanced Functional Materials,?2024.?

原創(chuàng)文章，作者：zhan1，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/2024/10/25/f466ee136b/

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