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研究概述

單原子基催化劑的合理設計以及金屬位點與底物之間協(xié)同作用的精確闡明，對于識別真正的活性位點和在原子尺度上闡釋催化機理至關(guān)重要，從而有助于開發(fā)出多種工業(yè)應用的高性能催化劑。

基于此，2024年10月23日，南京師范大學唐亞文教授/徐林教授、南通大學趙群副教授在國際期刊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，研究人員開發(fā)了一種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（HER）活性的MoC底物

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

實驗結(jié)果和理論計算表明，原子隔離的Ru摻雜劑可以有效觸發(fā)具有熱力學上有利的水吸附/解離能的Mo位點，并促進Ru位點上的OH^?解吸和N位點上的H吸附，從而協(xié)同加速整體堿性HER動力學。

因此，精心設計的Ru-SAs@MoC/NCFs展示了非凡的HER活性，在1.0 m KOH電解液中，在10 mA cm^-2下過電位低至16 mV，優(yōu)于Pt/C基準和迄今為止報道的大量鉬/釕基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機制，并提出了通過原子級操控利用的高效率電催化劑的設計原則。

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性能評價

圖3：Ru-SAs@MoC/NCFs在堿性HER中的催化機理

文獻信息

Synergistic Alkaline Hydrogen Evolution Catalysis over MoC Triggered by Doping Single Ru Atoms,?Advanced Functional Materials,?2024. https://doi.org/10.1002/adfm.202417034

原創(chuàng)文章，作者：1263，如若轉(zhuǎn)載，請注明來源華算科技，注明出處：http://www.xiubac.cn/index.php/2024/10/24/1acc973141/

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