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成果展示
开发高效、低成本的析氧反应(OER)电催化剂对于清洁能源和燃料转化是迫切需要。基于此, 新加坡南洋理工大学楼雄文教授和内蒙古大学谷晓俊教授(共同通讯作者)等人 报道了通过热解设计的CdS-NiSx/聚丙烯腈复合纤维,轻松制备了Ni单原子嵌入中空S/N掺杂碳大孔纤维(Ni SAs@S/N-CMF),并用作OER的有效催化剂。
具体而言,作者利用CdS固体纳米颗粒(NPs)作为载体,将NiS x 物种沉积在CdS NPs的表面上获得了CdS-NiS x NPs;接着,将CdS-NiSx NPs与聚丙烯腈(PAN)通过静电纺丝技术产生CdS-NiS x /PAN复合纤维(即CdS-NiS x @PAN),在经过碳化处理后得到Ni SAs@S/N-CMF 催化剂。
得益于大量暴露的单Ni原子和中空大孔结构,所制备的Ni SAs@S/N-CMF电催化剂具有优异的OER性能,在电流密度为10 mA cm -2 下过电位为285 mV,Tafel斜率为50.8 mV dec -1 ,并且具有良好的稳定性。该工作可能为设计和构建有效的SACs以应对各种具有挑战性的反应提供一定的启发。
背景介绍
电化学析氧反应(OER)是一种重要反应,通常是许多电化学装置中的一个限速步骤。由于高能垒,多步质子耦合电子转移过程阻碍了其动力学,导致在所需电流密度下具有高过电位。目前,Ru/Ir基氧化物是OER的基准电催化剂,但其成本高且稳定性差。因此,迫切需要开发高效、低成本的过渡金属基电催化剂作为Ru/Ir基电催化剂的有希望的替代品。单原子催化剂(SACs)具有最大化的原子利用效率、均匀的金属活性位点和可调的配位环境,是OER的有希望的候选者。然而,SACs仍存在原子负载低、暴露位点有限和分子可及性较差等问题。
图文解读
合成与表征
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