貴金屬納米材料具有獨特的結構與功能性,使得其在催化、燃料電池和傳感等眾多領域廣泛應用。目前,Au, Ag, Pt, Pd, Ru, Rh等貴金屬納米材料的控制合成已經取得了較大成功,而Ir納米晶的形貌控制制備仍然是一個重大挑戰。
有鑒于此,蘇州大學黃小青教授和北京大學郭少軍教授團隊合作報道了一種控制制備由超薄Ir納米片組裝的3D 超結構Ir納米晶的方法。
圖1. 3D超結構Ir納米晶的形貌和結構表征
圖2. 3D超結構Ir納米晶的生長機理研究
在堿性環境中,起始電勢為1.43V時(vs RHE),這種超結構Ir納米晶表現出良好的OER活性,Tafel斜率為32.7 mV decade-1。值得一提的時,在酸性環境中,起始電勢為1.45 V時(vs RHE),這種超結構Ir納米晶仍然表現出良好的OER活性,Tafel斜率為40.8 mV decade-1,比小尺寸Ir納米顆粒性能要好。這種3D 超結構Ir納米晶在酸性環境中穩定性也不錯,經過8 h的i-t測試后,電勢偏移不超過20 mV。
總之,本研究工作提供了一種3D超結構Ir納米晶的控制制備方法,并實現了在較大pH范圍內的高效OER活性。
圖3. 堿性環境中,不同結構Ir納米材料的電化學性能對比
圖4. 酸性環境中,不同結構Ir納米材料的電化學性能對比
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