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調節非貴金屬單原子催化劑的配位環境對于增強催化活性非常重要，但是這種方法的效果與載體的結構設計密切相關。

有鑒于此，揚州大學田靜琦教授、蔣騰飛副教授、華北電力大學徐忠菲博士、南特大學Romain Gautier等報道通過簡單的HCl刻蝕，在TiO₂上修飾納米臺階（nanostep），因此調控Co單原子的配位環境。

本文要點：

（1）

實驗和理論計算結果表明，納米臺階TiO₂催化劑能夠在臺階位點選擇性修飾Co-P₃位點，但是平面TiO₂形成的是四配位Co-P₃O。

（2）

Co-P₃位點能夠顯著增強HER催化活性，Co-P₃位點質量活性比平面TiO₂上的Co-P₃O高8.3倍。配位不飽和的TiO₂臺階邊緣位點上，載體通過Ti-P-Co向Co-P₃位點產生更多電子轉移。通過納米臺階結構的電場放大能夠提高電子累積，改善HER反應過程中H₂O分子解離和OH*/H*吸附/脫附的反應能壘。

參考文獻

Sheng Qian, Tengfei Jiang*, Junhua Wang, Wenzhi Yuan, Dailing Jia, Ningyan Cheng, Huaiguo Xue, Zhongfei Xu*, Romain Gautier*, and Jingqi Tian*, Surface Nanosteps Modulate the Local Environment of Co Single Atoms to Boost the Electrocatalytic Hydrogen Evolution Reaction, ACS Catal. 2024, 14, 18690–18700

DOI: 10.1021/acscatal.4c05624

https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acscatal.4c05624