SSS复溶RuMnOx增强酸性水氧化

小夏 教育 更新 2024-02-01

过渡金属掺杂***电催化剂通常用于酸性析氧(OER)。 然而,大多数过渡金属氧化物在酸性OER条件下不稳定,质疑电催化剂表面的真实活性位点。 在这项研究中,在时间电流激活测量后,rumnox 的活性增加了 30% 以上(在 17 V)。当计时电流测量电位小于 1 时在1 V时,活性增加。 将电化学测量与MN溶解和RU再沉积研究相结合,我们验证了催化剂的复溶是电化学活性活化的原因。 此外,研究人员还发现,在10 mA2的电流密度下,活化的Rumnox具有0027 mV h的潜在增长率可连续使用2600 h。

a) 原始和 08 V 后处理 RUMNOX 的电催化 OER 性能。 (B) 10 mA2 后处理后 rumnox 的过电位演化。 (c) 后rumnox Tafel的进化。 (d) 0.在10 mA cm2下,Rumnox处理后8 V的CP曲线增加了70 mV电位超过2,600 h。 (e) 后RUMNOX EDLC的演变。

a) 在 14 v、1.1 v、0.8 V 和 0在 5 V 时,Rumnox 的 Ru 和 Mn 溶解。 使用ICP测量从电解液中的离子浓度推断出溶解条件。 (b)一系列后rumnox的拉曼光谱。 在定时电流电解过程中获得了操作拉曼光谱,电位从下到上递减。 使用三电极电池(方案 S1)进行操作拉曼测试。 (c) 原件及 (d) 0Rumnox 的 8 V 后处理 HRTEM 图像。 (e) 电催化剂中Ru与Mn的原子比。

A) Mn2P 和 (B) Mn3S 原始和后处理 Rumnox 的 XPS 光谱。(c) MN4+与Mn3+和δe之间的Xps分析。 (D) 原始和后 rumnox 的 O1S xps 光谱。 (有 284 个。对8 EV的C1S峰位置进行了光谱索引,以非结垢碳为基数)。

a) 近芸浊重沉积实验装置及所提出的重构机理。绿色矩形表示催化剂的体积,蓝色和黄色圆圈表示表面的RU和MN原子。 在(b)搅拌、(d)不搅拌、(e)搅拌60min的条件下,1Rumnox在1 V下的电催化OER性能。 (c)不同搅拌条件对活性生长速率的影响:黑线(b)、蓝线(d)、红线(e)。

表面重构机理示意图。

综上所述,通过定时电流电解发现了rumnox的动态重建。 当施加电位小于 1在1 V时,发生激活。 在活性电催化剂的溶解-再沉积过程中,MN被转移到可溶性Mn2+上,溶解的RUs被重新沉积在表面。 复溶改变了Rumnox的局部结构,导致更多的羟基吸附在表面,有利于在酸性条件下的OER发生。 活化的 Rumnox 还表现出具有竞争力的耐久性,在 10 mA cm-1 CP 测试中稳定了 2,600 小时。 研究表明,适当的活化措施可以通过溶解和沉积来调节表面原子的重构,从而导致电催化剂的活化。

reconstructed rumnox with enhanced performance in acidic water oxidation - sciencedirect

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