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Adv Mater:高熵氧化物納米粒子電催化還原CO2
納米技術 納米 2024-09-09

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高熵氧化物(HEO)具有不同的元素組成,因此表現出獨特的催化性能,在許多應用領域得到廣泛的關注。但是,由于高熵氧化物的固有結構不穩定,因此如何制備具有不同空間結構的HEO納米粒子仍然具有挑戰性。有鑒于此,山東大學張進濤教授等通過快速熱沖擊方法( rapid thermal shock在碳載體上合成了具有不同空間結構的超小高熵氧化物納米粒子(<5 nm)。

本文要點

(1)

合成的低對稱HEO BiSbInCdSn-O4在電催化還原二氧化碳(eCO2RR)反應中表現出優異的性能,具有非常低的過電勢,比較電化學窗口(-0.3~-1.6 V)內實現高法拉第效率,并且穩定性超過100小時。

(2)

通過實驗和理論計算發現,Bi和In之間的供電子-吸電子相互作用使得HEO BiSbInCdSn-O4發生電子離域,因此改善CO2的吸附和加氫反應。降低了決速步驟的能量勢壘,提高電催化活性和穩定性。這項研究展示了HEO中金屬位點的空間結構能夠調節eCO2RRCO2吸附狀態,為合理設計高效的HEO催化劑提供幫助

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參考文獻

Wenwen Cai,  Xueying Cao,  Yueqing Wang,  Song Chen,  Jizhen Ma,  Jintao Zhang, Spatial Structure of Electron Interactions in High-entropy Oxide Nanoparticles for Active Electrocatalysis of Carbon Dioxide Reduction, Adv. Mater. 2024

DOI: 10.1002/adma.202409949

https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adma.202409949


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