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唐琳/曾梦琪用于高效析氧反应的催化剂设计工作取得新进展
发布时间:2023-06-14 11:47  作者:  来源:高等研究院  阅读:

新闻网讯通讯员高妍近日,Advanced Materials(先进材料)杂志以研究性论文(Research Article)的形式在线发表我校高等研究院唐琳研究员、化学与分子科学学院曾梦琪教授关于用于高效析氧反应的催化剂设计方面的最新研究成果。

论文题目为“Monolayer High-Entropy Layered Hydroxide Frame for Efficient Oxygen Evolution Reaction”(用于高效析氧反应的单层高熵层状氢氧化物框架),武汉大学为唯一通讯单位,高等研究院博士研究生丁一然、化学与分子科学学院硕士研究生王周扬、高等研究院博士研究生梁子嘉为共同第一作者,高等研究院唐琳研究员、化学与分子科学学院曾梦琪教授为共同通讯作者。

研究团队设计出一种在温和条件下合成单层HELH框架的普适性策略,打破了离子溶度积限制,能够在温和的反应条件下精确控制最终产物的精细结构和元素组分。该工作通用同步辐射高分辨XRD测试,原位观察ZIF到LDH的物相结构转变,除ZIF和LDH外,在此过程中并无发现其他长程有序结构生成,说明反应只发生在ZIF表面;利用同步辐射XAFS研究转变过程中金属离子的配位情况,解释了此策略是如何实现ZIF到LDH的原位转换。该策略所制备出HELHs的表面积高达380.5 m2g–1,在1 M KOH电解液中仅需259 mV的过电位即可达到100 mA cm–2的电流密度,并且能够在20 mA cm–2电流密度下运行1000 h后维持稳定的催化性能。该工作提出的高熵工程和精细纳米结构调控策略,为解决LDH催化剂在OER过程中本征活性低、活性位点少、不稳定、低电导等问题提供了新的思路。具有可调控几何结构与元素组分的高熵材料,也为先进电催化剂的设计提供有效指导。

据悉,该研究得到了国家重点研发计划和国家自然科学基金的资助、武汉大学高等研究院和武汉大学科研公共服务条件平台在材料表征方面的帮助、上海同步辐射光源的技术支持。

论文链接:https://doi.org/10.1002/adma.202302860

(实习编辑:师捷 编辑:张丽平)

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