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祝贺课题组博士研究生薛冬萍文章被《Advanced Functional Materials》接收!

祝贺课题组博士研究生薛冬萍文章被《Advanced Functional Materials》接收!

作为氢析出反应(HER)的高效电催化剂,具有最大化金属原子利用率的负载性金属纳米团簇(NCs)是非常有前途的,但涉及合理轨道调制的真正机制仍有待商榷。在此,我们探索了电子供体硼 (B) 束缚工程与铱 (Ir) 之间的共轭效应,该共轭效应促进了 Ir 原子的电子捕获,实现了限域在 N、B 共掺杂缺陷碳 中Ir的高度分散(Ir@NBD-C)。所获得的 Ir@NBD-C 催化剂在 pH 通用范围内表现出显著的高HER活性。相关工作以《Boron-tethering and regulative electronic states around iridium species for hydrogen evolution》为题在《Advanced Functional Materials》上发表。


主要亮点如下:

1. 通过B-束缚工程和热解过程成功构建了限域在N,B共掺杂缺陷碳催化剂中的Ir NCs (Ir@NBD-C)。 电子供体 B 和 Ir 之间的共轭效应促进了 Ir 原子的电子捕获,实现了 Ir NCs 在 Ir@NBD-C 中的高分散。

2. Ir@NBD-C 电催化 HER,质量活性、转换频率和电化学表面积分别是商用 Pt/C 的 12、11 和 7 倍。 并且在 1.0 M KOH 中的过电位仅为 7 mV (10 mA cm-2),明显低于商业 Pt/C (27 mV),并且优于大多数报道的 HER 电催化剂。

3. 原位表征和理论计算表明,N,B共掺杂的Ir NCs与碳衬底的结合能、氢中间体物种(H*)的吸附能不仅优于无掺杂和仅N掺杂的Ir 纳米颗粒,且优于 N,P 和 N,S 共掺杂的 Ir NCs,揭示 Ir@NBD-C 催化剂的卓越性能源于B 对电子结构的调控和通过 B 束缚形成的小尺寸纳米团簇。


文章链接:https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adfm.202113191