高熵金屬氧化物(HEOs)優於許多涉及多步元素反應的反應,但由於金屬前驅體複雜,可控合成具有大比表面積和快速傳質動力學的空心結構HEO催化劑仍然具有挑戰性和未被探索。 基於此,華南理工大學康雄武教授等本文報道了一種由含有多達10種金屬元素的超小奈米顆粒組裝而成的中空結構和多面體HEO催化劑,該催化劑採用離子交換方法。 Znfenicucoru-O HEO催化劑在整個pH範圍內均表現出優異的析氧反應(OER)活性和超穩定性,在10 mA cm-2的電流密度下過電位為170 mV,Tafel斜率為56 mV Dec-1,在鹼性介質中活性衰減30 h為7%,在酸性和中性介質中衰減為12%和8%。 分別。
VASP解讀
通過DFT計算,作者研究了ZnfenicuCoru-O對OER的內在活性位點。 通常,金屬氧化物催化劑上的OER通過傳統的吸附析出機理(AEM)或晶格析氧機理(LOM)進行。 表面金屬中心作為催化活性位點,溶液中的OH-離子經過四個質子-電子共轉移步驟,在AEM中生成O2。 根據LOM,OH-離子中的O原子和晶格O參與OER中,並且在反應過程中也形成氧空位。
0. 086 V 能量屏障,低於 099 V,表明AEM是通往Znfenicuru-O上的OER的更有利途徑。 ZnfenicuCoru-O吸附的高氧含量大大提高了含氧物質的吸附能力,有利於AEM通路的進展。 Ru-Fe橋位的勢壘遠低於Ru-Ni和Ru-Co,表明OER更傾向於催化劑表面出現的Ru-Fe橋位。 Fe作為催化劑中原子比最高的元素,為OER的AEM通路提供了大量的催化活性位點。
hollow-structured and polyhedron-shaped high entropy oxide towards highly active and robust oxygen evolution reaction in a full ph range. adv. mater.,, doi: ht-tps: