复旦大学龚鸣，AM！

学术 2024-10-16 08:31 广东

【高端测试找华算】专注测试分析服务、自有球差电镜机时、全球同步辐射资源，20000+单位服务案例！

水还原析氢反应(HER)缓慢的动力学限制了碱水电解的效率。势能动力学不仅与催化剂的表面结构密切相关，而且与电解质的阳离子同一性有关。尽管在认识和理解碱性HER的阳离子效应方面取得了重大进展，但不同金属对不同阳离子效应的内在原因仍然存在争议。

此外，为了阐明其作用机理，模型金属表面的阳离子效应已经得到了大量的研究，但是对于活性增强的高级电催化剂，其催化结构往往涉及活性金属中心的载体材料。载体材料不仅可以防止金属的聚集，而且可以产生界面活性位点，加速动力学过程。然而，它对阳离子效应的影响以及由此产生的界面水结构还没有得到很好的理解。

近日，复旦大学龚鸣课题组研究了碱性HER过程中Ru/Mo₃S₁₃和Ru/Mo₃S₇上的阳离子效应和对H₂O的活化作用。Ru/Mo₃S₁₃中Ru的价态(+2)高于Ru/Mo₃S₁₃中Ru的价态(−4)，且活性更高，这表明高价Ru中心对碱性HER的水活化更为活跃。

此外，带负电荷的载体决定了界面附近阳离子的积累，其中带负电荷的[Mo₃S₁₃]²⁻与阳离子的亲和力高于[Mo₃S₇]⁴⁺。这种亲和力导致[Mo₃S₁₃]²⁻载体界面上水合阳离子容易积累甚至饱和，尤其是在低水合K⁺阳离子条件下。即，这种促进阳离子积累的作用扰乱了局部水结构，形成活性较高的2配位氢键水(2-HB•H₂O)和K⁺•H₂O；增加K⁺浓度并不能有效地改变局部K⁺含量，呈现出饱和HER活性。

相比之下，由于水合尺寸较大，Li⁺可以在界面附近逐渐积累，因此可以利用更多的活性H₂O物种来促进HER活性的提高。与Mo₃S₁₃²⁻形成鲜明对比的是，Mo₃S₇⁴⁺对阳离子的亲和力相对较低，只有施加负电位，才能逐渐积累阳离子。阳离子的积累程度主要受阳离子同一性的影响。较大的Li⁺•H₂O对电荷的补偿效果较差，使得K⁺•H₂O可以积累得更多，这导致了在Li⁺加入Ru/Mo₃S₇体系时HER活性的快速增长。

这些结果表明，优化碱性HER活性不仅与活性中心的调节有关，而且受到阳离子-支持相互作用的强烈影响。载体电荷、阳离子恒等式和H₂O相互作用之间的密切关系可以更有效地改变碱性HER活性，这为设计高效的碱性HER催化剂提供了理论依据。

Unveiling the cation dependence in alkaline hydrogen evolution by differently-charged ruthenium/molybdenum sulfide hybrids. Advanced Materials, 2024. DOI: 10.1002/adma.202410422

🌟 同步辐射，找华算 ！三代光源，全球机时，最快一周出结果，保质保量！

👉全面开放项目：同步辐射硬线/软线/高能/液体/原位/SAXS/GIWAXS/PDF/XRD/数据拟合！

🏅 500+博士团队护航，助力20000+研究在Nature&Science正刊及子刊、Angew、AFM、JACS等顶级期刊发表！

👉 点击阅读原文加我，立即领取更多优惠💖

http://mp.weixin.qq.com/s?__biz=MzIyMzcyNDM0MA==&mid=2247610276&idx=5&sn=03dd77f170f8388a3527abc8dda454ff

催化开天地

催化开天地（Catalysis Opens New World），分享催化基本知识，关注催化前沿研究动态，我们只专注于催化！

最新文章

苏大钟俊/北航郭林/浙大陆俊，最新Nature子刊！

中科院化学研究所陈春城，Angew！

深圳大学，最新Nature Nanotechnology！

中科院兰州化物所李福伟/黄志威，Nature子刊！

上海大学王亮Small：辐射合成具有Lewis对位点MOF实现高效CO2RR

【周四19点】直播揭秘：VASP vs QE，全面展示过渡态计算流程！

云大/浙海大/安理大AFM: FeSA-FeAC位点中引入NiSA，强化双功能氧电催化

铁基催化，Nature Catalysis！

昆明理工&港科大&中科院金属所，EES！

太平洋西北国家实验室王勇/王化民，JACS！

昆明理工&港科大&中科院金属所，EES！

铁基催化，Nature Catalysis！

清华王训&刘清达，JACS！

催化||顶刊集锦：JACS/Nat. Commun./AFM/ACS Catal./Nano Lett.等成果

1000+知识点，拉曼/红外/透射/球差/质谱/核磁/ICP/AFM/CT最强干货！

华东师范大学关小红&湖南大学王双印，最新Angew!

云大/浙海大/安理大AFM: FeSA-FeAC位点中引入NiSA，强化双功能氧电催化

电子科技大学张妍宁/孙旭平，Adv. Sci.！

上海交大&上海硅酸盐所&云南师范，Nano Lett.!

电子科技大学张妍宁/孙旭平，Adv. Sci.！

上海交大黄富强&上海硅酸盐所秦鹏&云南师范杨培志，Nano Lett.!

武汉纺织大学&武汉大学，Nano-Micro Lett.!

广西大学田植群，AFM！

北京化工大学宋宇飞，ACS Catal.！

加州大学河滨分校Fudong Liu课题组招收化学环境工程催化方向博士生

加州大学河滨分校Fudong Liu课题组招收非均相催化博士后研究人员1-2名

清华大学肖海，新发JACS！

山东大学&湖南大学，Nature子刊！

武汉理工大学木士春，Nat. Commun.！

中国海洋大学黄明华，AFM: 构建电子结构不对称MO5S1，加速OER反应动力学！

山东大学&湖南大学，Nature子刊！

清华大学肖海，新发JACS！

武汉理工大学木士春，Nat. Commun.: 引入Fe和S物种，实现AEM-LOM兼容机制！

天津大学巩金龙/张鹏，JACS！

终极技巧！透射电镜TEM图片上色、添加标尺、晶格间距、颗粒尺寸、排版、方位调整、清晰度调整、精确裁剪等

清华大学李亚栋院士，Nano Lett.！

厦门大学黄小青，新发Angew！

吉林大学邹晓新/梁宵，Angew！

大连理工大学陆安慧/郝广平，Nature子刊！

清华大学李亚栋院士，Nano Lett.！

吉林大学邹晓新/梁宵，Angew！

大连理工大学陆安慧/郝广平，Nature子刊！

厦门大学黄小青，新发Angew！

催化||顶刊集锦：JACS/Nat. Commun./Angew/AM/ACS Catal./AFM/Adv. Sci.等

上海大学王亮Small：辐射合成具有Lewis对位点MOF实现高效CO2RR

东北师范大学，Nature子刊！

北京化工大学，最新AEM！

福州大学，ACS Catal.！

分类

时事

民生

政务

教育

文化

科技

财富

体娱

健康

情感

旅行

百科

职场

楼市

企业

乐活

学术

汽车

时尚

创业

美食

幽默

美体

文摘

原创标签

时事社会财经军事教育体育科技汽车科学房产搞笑综艺明星音乐动漫游戏时尚健康旅游美食生活摄影宠物职场育儿情感小说曲艺文化历史三农文学娱乐电影视频图片新闻宗教电视剧纪录片广告创意壁纸头像心灵鸡汤星座命理教育培训艺术文化金融财经健康医疗美妆时尚餐饮美食母婴育儿社会新闻工业农业时事政治星座占卜幽默笑话独立短篇连载作品文化历史科技互联网

发布位置

广东北京山东江苏河南浙江山西福建河北上海四川陕西湖南安徽湖北内蒙古江西云南广西甘肃辽宁黑龙江贵州新疆重庆吉林天津海南青海宁夏西藏香港澳门台湾美国加拿大澳大利亚日本新加坡英国西班牙新西兰韩国泰国法国德国意大利缅甸菲律宾马来西亚越南荷兰柬埔寨俄罗斯巴西智利卢森堡芬兰瑞典比利时瑞士土耳其斐济挪威朝鲜尼日利亚阿根廷匈牙利爱尔兰印度老挝葡萄牙乌克兰印度尼西亚哈萨克斯坦塔吉克斯坦希腊南非蒙古奥地利肯尼亚加纳丹麦津巴布韦埃及坦桑尼亚捷克阿联酋安哥拉

​复旦大学龚鸣，AM！

复旦大学龚鸣，AM！