Appl. Catal. B:层状氧化钴钠中CoO6八面体的晶格应变和原子置换用于增强电催化水氧化

2023年11月30日下午1:59 • 顶刊解读

层状碱金属氧化物已成为水氧化中低成本和有前途的电催化剂的候选者。通过调节层内边缘共享CoO₆八面体和CoO₂的层间间距或应变，可以提供调整催化剂内在活性的可能性。西安交通大学马飞教授和南洋理工大学颜清宇教授等人报道了对于高活性 OER 催化剂，探索了在层内有 Ag、Cu、Ce 掺杂的 Na_0.7CoO₂上电化学去钠的方法，通过引入晶格应变实现了层间和层内调节的协同作用，优化现有的层状材料，以实现高效的电催化水氧化。

在该项工作中，作者通过钠电化学去除的方法合成一系列2D Na_xCoO₂和层内有Ag、Cu和Ce掺杂的Na_xCoO₂，以此来实现CoO₆八面体中层间调节、层间阳离子掺杂和应变。理论计算表明，随着脱钠过程中引入的晶格应变，使得表面Co原子d带中心的正变化及其电子态密度(DOS)的正位移，从而调节了△G_OH*。

通过电化学钠调节过程，CoO₆八面体中的层间调节、层内阳离子掺杂和应变对NaCoO₂体系产生了综合影响，从而显着提高其催化活性。在OER测试中，经过脱钠和掺杂的Na_0.7CoO₂催化剂活性得到了提高。另外，脱钠的Ag-Na_0.7CoO₂电极表现出最佳的OER活性，在1 M KOH溶液中，电流密度为10 mA cm^-2时，过电位为236 mV。Tafel斜率和质量电流密度分别为 48 mV dec^-1和227.8 A g^-1。

Latticestrain and atomic replacement of CoO₆ octahedra in layered sodiumcobalt oxide for boosted water oxidation electrocatalysis. Applied Catalysis B:Environmental, 2021, DOI: 10.1016/j.apcatb.2021.120477.

https://doi.org/10.1016/j.apcatb.2021.120477

Appl. Catal. B:层状氧化钴钠中CoO6八面体的晶格应变和原子置换用于增强电催化水氧化

相关推荐