Angew. Chem.:利用原子级空位与配体效应的协同作用优化氧还原活性和耐受性能

学术   2024-09-07 08:41   山东  

近日《德国应用化学》杂志发表了“Harnessing the Synergistic Interplay between Atomic-scale Vacancies and Ligand Effect to Optimize the Oxygen Reduction Activity and Tolerance Performance”。成功设计出一种新型Ni掺杂、富含原子级空位的Pt纳米粒子,并将其锚定在氮掺杂石墨烯上(Vac-NiPt NPs/NG)。

研究亮点:

1. 低Pt载量:Pt载量仅为3.5%,有效降低成本。

2. 原子级空位:Pt纳米粒子中富含原子级空位,提高抗中毒性能。

3. 配体效应:Ni掺杂产生配体效应,加速氧还原反应过程。

4. 卓越性能:Vac-NiPt NPs/NG展现出优异的氧还原活性、耐受性能和稳定性。

研究方法:

科研团队采用缺陷工程策略,对Pt基电催化剂进行调控。通过物理表征确认,原子级空位的存在诱导了Pt纳米粒子长程晶格畸变,而Ni掺杂产生的配体效应实现了电子从Ni向Pt的转移。

实验结果与理论计算表明,原子级空位主要提高了催化剂对CO和CH3OH的抗中毒性能,而Ni掺杂产生的配体效应加速了*O向*OH物种的转化,从而提升了氧还原反应活性,并未牺牲耐受能力。

作者简介:

Lirong Zheng教授,复旦大学信息科学与工程学院院长,博导。2001年获得瑞典皇家理工学院电子系统设计博士学位。曾任KTH媒体电子学首席教授、爱立信集团研发专家、瑞典国家创新中心主任。研究方向包括嵌入式系统、无线传感、绿色电子技术等。在IEEE等期刊发表200余篇论文,拥有多项发明专利。

Xueqing Yan,北大物理学院教授,博导,副院长。清华本科,北大博士。国际期刊发表百篇论文,获多项专利。科技部重大项目首席科学家,获国家自然科学杰出青年基金等荣誉。推动怀柔科学中心激光加速创新中心建设。

Qianling Zhang,深圳大学化学与环境工程学院教授,博士生导师。专注于石墨烯及其复合材料在能源存储与转化中的应用研究,以及过渡金属配合物的设计与应用。在知名期刊发表200余篇论文,获多项发明专利。主持多项国家级科研项目,曾获科技进步奖。

原文链接:Shenghua Ye, Wenda Chen, Zhijun Ou, Qinghao Zhang, Jie Zhang, Yongliang Li, Xiangzhong Ren, Xiaoping Ouyang, Lirong Zheng, Xueqing Yan, Jianhong Liu, Qianling Zhang, Angew. Chem. Int. Ed. 2024, e202414989.https://doi.org/10.1002/anie.202414989

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