SSS復溶RuMnOx增強酸性水氧化

Mondo 教育 更新 2024-02-01

過渡金屬摻雜***電催化劑通常用於酸性析氧(OER)。 然而,大多數過渡金屬氧化物在酸性OER條件下不穩定,質疑電催化劑表面的真實活性位點。 在這項研究中,在時間電流啟用測量後,rumnox 的活性增加了 30% 以上(在 17 V)。當計時電流測量電位小於 1 時在1 V時,活性增加。 將電化學測量與MN溶解和RU再沉積研究相結合,我們驗證了催化劑的復溶是電化學活性活化的原因。 此外,研究人員還發現,在10 mA2的電流密度下,活化的Rumnox具有0027 mV h的潛在增長率可連續使用2600 h。

a) 原始和 08 V 後處理 RUMNOX 的電催化 OER 效能。 (B) 10 mA2 後處理後 rumnox 的過電位演化。 (c) 後rumnox Tafel的進化。 (d) 0.在10 mA cm2下,Rumnox處理後8 V的CP曲線增加了70 mV電位超過2,600 h。 (e) 後RUMNOX EDLC的演變。

a) 在 14 v、1.1 v、0.8 V 和 0在 5 V 時,Rumnox 的 Ru 和 Mn 溶解。 使用ICP測量從電解液中的離子濃度推斷出溶解條件。 (b)一系列後rumnox的拉曼光譜。 在定時電流電解過程中獲得了操作拉曼光譜,電位從下到上遞減。 使用三電極電池(方案 S1)進行操作拉曼測試。 (c) 原件及 (d) 0Rumnox 的 8 V 後處理 HRTEM 影象。 (e) 電催化劑中Ru與Mn的原子比。

A) Mn2P 和 (B) Mn3S 原始和後處理 Rumnox 的 XPS 光譜。(c) MN4+與Mn3+和δe之間的Xps分析。 (D) 原始和後 rumnox 的 O1S xps 光譜。 (有 284 個。對8 EV的C1S峰位置進行了光譜索引,以非結垢碳為基數)。

a) 近芸濁重沉積實驗裝置及所提出的重構機理。綠色矩形表示催化劑的體積,藍色和黃色圓圈表示表面的RU和MN原子。 在(b)攪拌、(d)不攪拌、(e)攪拌60min的條件下,1Rumnox在1 V下的電催化OER效能。 (c)不同攪拌條件對活性生長速率的影響:黑線(b)、藍線(d)、紅線(e)。

表面重構機理示意圖。

綜上所述,通過定時電流電解發現了rumnox的動態重建。 當施加電位小於 1在1 V時,發生啟用。 在活性電催化劑的溶解-再沉積過程中,MN被轉移到可溶性Mn2+上,溶解的RUs被重新沉積在表面。 復溶改變了Rumnox的區域性結構,導致更多的羥基吸附在表面,有利於在酸性條件下的OER發生。 活化的 Rumnox 還表現出具有競爭力的耐久性,在 10 mA cm-1 CP 測試中穩定了 2,600 小時。 研究表明,適當的活化措施可以通過溶解和沉積來調節表面原子的重構,從而導致電催化劑的活化。

reconstructed rumnox with enhanced performance in acidic water oxidation - sciencedirect

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