封裝在氮摻雜碳中的四方/六方相超細硒化鐵納米晶作為高效穩(wěn)定的ORR電催化劑(2021年P(guān)HY香港理化論文獎勵入選論文)
硒化鐵(FeSe)是一種具有優(yōu)異本征導(dǎo)電性和電催化活性的硒化物,在電催化反應(yīng)中應(yīng)用廣泛。然而,FeSe納米材料易發(fā)生顆粒團聚和表面氧化現(xiàn)象,必然會降低其催化活性,且在催化過程中會經(jīng)歷相變甚至分解,導(dǎo)致穩(wěn)定性較差。為此,中山大學(xué)吳明娒教授與香港理工大學(xué)黃海濤教授團隊共同合作,近期在國際知名期刊Journal of Materials Chemistry A(IF = 12.732)上發(fā)表了題為Phase Control of Ultrafine FeSe Nanocrystals in N-doped Carbon Matrix for Highly Efficient and Stable Oxygen Reduction Reaction的研究成果。
該工作通過簡便的氧化聚合、熱解硒化兩步過程,成功將四方/六方相超細FeSe納米晶同時保護在氮摻雜的碳骨架中,在堿性介質(zhì)中獲得了優(yōu)異的ORR催化活性、穩(wěn)定性和甲醇耐受性。這種方法所得到的FeSe納米晶尺寸為5-10 nm,在碳骨架中具有很好的分散性,而且四方相和六方相是孤立存在的。作者進一步通過改變前驅(qū)體的熱解溫度,調(diào)控了碳骨架中四方相和六方相FeSe的相對含量。結(jié)合實驗結(jié)果和理論計算發(fā)現(xiàn),六方相和四方相FeSe均有很好的ORR催化活性,但前者更有利于O2的電化學(xué)吸附和OOH吸附中間體的O-O鍵裂解過程。這項工作對設(shè)計合成高效穩(wěn)定的過渡金屬硫?qū)倩衔?/span>ORR催化劑具有重要的啟發(fā)意義。該工作的電化學(xué)性能測試使用美國PINE WD200電化學(xué)工作站和旋轉(zhuǎn)圓盤電極裝置MSR完成。
美國PINE旋轉(zhuǎn)圓盤圓環(huán)電極裝置(MSR)搭配WaveDriver200雙恒電位儀,是ORR、HER、OER、HOR電催化實驗的必備儀器,聯(lián)用效果更佳,為名副其實的電催化CP。
理化(香港)有限公司(PHYCHEMI公司)是美國PINE電化學(xué)系列產(chǎn)品在大中華地區(qū)的總代理。理化有限公司(香港)是專業(yè)的理化實驗室儀器代理商,擁有多年的科研儀器銷售和服務(wù)經(jīng)驗,廣泛服務(wù)于教育科研機構(gòu)、知名企業(yè)和政府機構(gòu)。
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