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李念兵、罗红群教授Appl. Catal. B Environ.: 界面工程—W2C负载Ni(OH)2用于高效碱性析氢

2021-10-11

W2C得益于其类Pt的电子特性,在HER中很容易吸附并活化氢,是很好的Pt族贵金属催化剂的替代品。尽管如此,W2C表面仍与氢中间体有着较强的吸附作用,从而限制了其更高的催化活性。鉴于此,西南大学李念兵教授、罗红群教授等人以经典的双功能机理为理论导向,通过界面工程制备了非晶相Ni(OH)2层封装的W2C纳米线阵列。


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在1 M KOH中,当电流密度达到10和100 mA cm–2时,W2C–Ni(OH)2的过电位仅需60和213 mV,这不仅超越了目前报道的大多数W2C基材料,且在大电流密度下甚至优于商业Pt/C催化剂。基于经典的双功能机理表明,Ni(OH)2主要充当水解离的位点,W2C则充当氢吸附和解吸的位点。实验结果结合DFT计算结果表明,不同于传统的双功能作用机制(其中所涉及的两个组分之间没有实质性的相互作用),客体Ni(OH)2与主体W2C还发生了强烈的电子作用,进一步削弱了W2C表面W–H的强相互作用,从而促进了反应中氢的解吸。该论文为构建高效的碱性HER催化剂提供了实验支持和理论基础。


该文章发表在国际知名期刊Appl. Catal. B Environ.上,西南大学2018级硕士付红川为本文第一作者。


DOI:10.1016/j.apcatb.2021.120818

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