原位相转化反应制备的金属/金属氧化物用于析氧反应

• 作者: Shahid Khan 王超 陆豪量 曹宇锋 冒泽阳 晏成林 王显福
• 来源期刊: 中国科学:材料科学(英文版)
• 学科: 化学
• 关键词: 密度泛函理论 转化反应 催化动力学 金属氧化物 设计合成 X射线吸收光谱 析氧反应 电催化反应
• 年，卷（期）: 2021,（2）
• 页码范围: 362-373
• 页数: 12页
• 分类号: O64

摘要

金属/金属氧化物复合材料凭借其独特的界面和电子结构已被广泛设计合成,并应用于碱性溶液中电催化析氧反应的电催化剂.然而,如何设计并获得丰富的金属/金属氧化物界面和均匀分散的金属相仍是一个挑战.此外,金属和金属氧化物在增强电催化活性方面的协同机理依然不清晰.本文以金属氧化物为基体,通过锂诱导的转化反应,制备了具有丰富界面和优异电接触的金属/金属氧化物复合物,增加了催化活性位点,并加速了电催化反应过程中的传质.利用该方法制备出的NiCo/NiCo2O4,NiMn/Ni Mn2O4和CoMn/CoMn2O4催化剂的析氧性能有显著提升.通过原位X射线吸收光谱和原位拉曼光谱技术,本文探索了复合催化剂的催化机理,揭示了析氧反应中的催化活性中心以及金属与金属氧化物之间的协同作用机理.密度泛函理论+U(DFT+U)计算证实了金属/金属氧化物材料中的金属组分可以优化催化反应路径并降低反应势垒,从而加速电催化动力学.