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第一作者：周清渠，赵宏宇
通讯作者：木士春
通讯单位：
武汉理工大学Do
i:
10.1002/smtd.202401449
1. 全文速览
2. 背景介绍
3. 图文解析
合成方法
结构分析
同步辐射测试结果展现出Ir-Co/C以及Ir-O配位，说明CoIr/MXene中的CoIr以合金形式存在（Figure 2c），Ir与MXene表面之间通过Ti-O-M键合；同时，电荷发生转移，使Ir处于离子态。
性能测试
Figure 3. (a) LSV curves of CoIr/MXene, Co/MXene, Ir/MXene and Pt/C in 1M KOH. (b) Fitted EIS curves of catalysts in alkaline media. (c) Tafel plots derived from the LSV curves. (d) Liner fits of capacitive currents versus CV scan rates. (e) TOF curves of catalysts. (f) Demonstration of stability of CoIr/MXene after one and 3000 cycles and I-t test in illustration. (g) LSV curves of CoIr/MXene, Co/MXene, Ir/MXene and Pt/C in 0.5 M H2SO4. (h) Fitted EIS curves of catalysts in aidic media. (i) Tafel plots derived from the LSV curves. (j) Liner fits of capacitive currents versus CV scan rates. (k) TOF curves of catalysts. (l) Demonstration of stability of CoIr/MXene after one and 5000 cycles and I-t test in illustration. (m) Properties comparison of CoIr/MXene with reported noble metal catalysts.
机理分析
Figure 5. In-situ Raman spectra of interfacial water on (a) CoIr/MXene and (b) Ir/C electrode in a 1 m KOH solution (E VS RHE). In situ Raman spectra of A1g peak on (c) CoIr/MXene and (d) Ir/C. The contact amgles of (e) CoIr/MXene and (f) CoIr/C. (g) The underwater bubble contact angle of CoIr/MXene. (h) Optimized structures of CoIr/MXene, (i) Charge density difference of CoIr/MXene, (j) Binding energy of CoIr/MXene and CoIr/C, (k) PDOS of Ir, C and O in CoIr/MXene, CoIr/C and Ir/C, (l)COHP of H adsorption on active sites for CoIr/MXene and CoIr/C, (m)Work function of CoIr/MXene and CoIr/C.
这项工作采用熔盐刻蚀策略制备了MXene担载CoIr纳米合金催化剂。CoIr纳米颗粒通过Ti-O-M键方式锚定于MXene表面，使二者之间具有强相互作用。电荷由合金颗粒向载体发生转移，优化了中间体的吸附能，降低了Ir过强的氢吸附能和Volmer步骤的反应势垒，从而加速了反应动力学。此外，MXene良好的表面含氧官能团提供了优异的亲水性，促进了表面水吸附以及*OH的吸附。这些优势使得CoIr/MXene催化剂具有低的析氢过电位（碱性34 mV@ 10 mA cm-2，酸性50 mV@ 10 mA cm-2）以及良好的稳定性。本项研究成果为探索高效的MXene基催化剂提供了新思路。
5. 课题组介绍
武汉理工大学先进能源材料研究团队依托材料复合新技术国家重点实验室，长期从事质子交换膜燃料电池关键材料与核心器件、电化学产氢催化材料、锂离子电池电极材料和碳纳米材料等研究工作。欢迎有志于科技报国的研究生及博士后加入团队！
木士春研究团队主页http://shichunmu.polymer.cn/
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