范文健康探索娱乐情感热点
投稿投诉
热点动态
科技财经
情感日志
励志美文
娱乐时尚
游戏搞笑
探索旅游
历史星座
健康养生
美丽育儿
范文作文
教案论文
国学影视

相工程与磷掺杂促进RuPTiO2析氢反应

  全文简介
  碱介质中析氢反应(HER)的水解离和氢解吸基本步骤的协同优化是一个挑战。在此基础上,合成了锚定在微量P掺杂缺陷TiO2衬底上的Ru团簇作为电催化剂,在 0.05 V / RHE条件下,其质量活度可达9984.3 mA mgRu 1,分别是Pt/C和Ru/TiO2的34.3倍和18.7倍。实验和理论研究表明,使用金红石-TiO2-晶体相底物比锐钛矿更能提高HER活性。金红石-TiO2表面富氧空位促进了水分的吸附和解离,而P5+部分取代Ti4+通过促进氢从Ru位溢出到表面P位来增强H2的生成,协同增强HER活性。
  结果与讨论
  图1 a) Ru/P-TiO2催化剂制备示意图。b) HRTEM 图像,c,d) 分别取自 (b) 中浅蓝色和藏红花黄色方块的 Ru/P-TiO2 的放大 HRTEM 图像。e) (d) 区域内的过滤图像。f) O、P、Ti 和 Ru 的 EDS 元素映射。
  Ru/P-TiO2 NPs通过两步法合成,包括水热反应,然后是简单的磷酸化。磷以P5+的形式掺入TiO2晶格中,部分取代Ti4+,形成Ti-O-P键(而不是Ti-P键)(图1a)。此外,由于次磷酸钠分解产生的还原性气体H2,在P掺杂过程中产生了更多的氧空位。
  图2 高分辨率XPS光谱a)Ru 3d5 / 2用于Ru / TiO2,Ru / P-TiO2,Ru / P TiO2-A(HER测试后),b)Ti 2p用于P-TiO2,Ru / TiO2,Ru / P-TiO2,Ru / P-TiO2-A,c)P 2p用于P-TiO2,Ru / P-TiO2,Ru / P-TiO2-A。 d) Ru K-edge XANES 光谱和 e) Ru/TiO2、Ru/P-TiO2、Ru/P-TiO2-A 的 Ru K-edge EXAFS 光谱的傅里叶变换,参考商业金属 Ru 和 RuO2。 f) Ru/TiO2 和 Ru/P-TiO2 的 FT-EXAFS 拟合曲线。 g) Ti K-edge XANES 光谱和 h) A-TiO2 (A: 锐钛矿酶)、R-TiO2 (R: 金红石)、P-TiO2、Ru/TiO2、Ru/P-TiO2 和 Ru/P-TiO2-A 的相应 FT EXAFS 光谱。 i) Ru/TiO2、Ru/P-TiO2 和 Ru/P-TiO2-A 的小波变换。
  采用X射线光电子能谱(XPS)研究了Ru/P-TiO2的实用结构和元素化学状态。在高分辨率 Ru 3d5/2 XPS光谱中,Ru/TiO2显示出金属Ru0相对于商用Ru / C的显着负核心级偏移(-0.25 eV),表明金属Ru0电子在Ru / TiO2系统中积累。有趣的是,当 P 掺杂到 Ru/TiO2 晶格中时,Ru0 表现出 0.06 eV 的额外负偏移,表明与 Ru/TiO2 中的 Ru 相比,Ru/P-TiO2 中的 Ru 相对富含电子(图 2a)。Ru/P-TiO2的O 1s XPS(图S12)和电子顺磁共振(EPR)(图S13)谱也证实了Ru/P-TiO2氧空位的增加。
  性能测试
  图3 a) Ru/P-TiO2、Ru/TiO2、P-TiO2、商用Pt/C在1.0 M KOH溶液中的代表性HER极化曲线。b)相应的Tafel坡度。c) Ru/P-TiO2、Ru/TiO2和Pt/ c的质量活性(以贵金属质量归一化)。d) Ru/P-TiO2和e) Pt/C在碱性介质中2000 CV循环的耐久性。f) P-TiO2、Ru/TiO2和Ru/P-TiO2在 0.027 V下的Nyquist图。g)由不同扫描速率下的CV曲线得到的P-TiO2、Ru/TiO2和Ru/P-TiO2的双层电容。h) Ru/P-TiO2相对于商业Pt/C的时间依赖性I-t曲线。i) Ru/P-TiO2与其他代表性Ru基催化剂的过电位(η10)和Tafel斜率的比较。
  在室温下,KOH溶液(1.0 M)中使用典型的三电极装置来评估合成催化剂的电催化HER性能。P的掺入显著增强了Ru/TiO2的HER活性,如图3a所示的线性扫描伏安图(LSV)所示。Ru/P-TiO2在10 mA cm 2的基准下表现出Pt/C样活性,过电位为27 mV。
  图3 a) dft优化的R-和a - tio2晶体结构。b) P掺杂金红石型氧空位TiO2 (P-(R)TiO2- vo)和c) P掺杂锐钛矿型氧空位TiO2 (P-(A)TiO2- vo)几何结构的俯视图和侧视图。d)不同催化剂活性位点上的水吸附能。插图展示了水吸附在Ru簇、Ru/P-(A)TiO2-VO和Ru/P-(R)TiO2-VO上的相应吸附结构。e)吸附Ru与R- tio2、Ru与P-(R)TiO2-VO (down)的电荷密度差分布,等值为0.008 e Å 3。红色代表负电荷,绿色代表正电荷。f)不同催化剂活性位点上水解离的动力学势垒。IS、TS和FS分别表示初始态、过渡态和最终态。g)析氢反应(HER)相对于标准氢电极的理论过电位(ηHER)与不同催化剂中H原子在Ru或P原子上的撞击能(EB)的火山图。h) Ru的d轨道、P轨道和吸附h原子s轨道的PDOS。插图展示了对应的H吸附P原子(上)和Ru原子(下)的吸附结构。i) Ru/P-(R)TiO2-VO在Ru原子(暗线)和P原子通过氢溢出途径(红线)的HER吉布斯自由能图。
  引入氧空位时, 水分子与Ru/P-(R)TiO2-VO的结合急剧增加, 吸附能降低至 0.87 eV, 表明VO对水吸附过程有显著影响。因此, 由于水吸附增强,P-(R)TiO2-VO上的Ru团簇应表现出比P-(A)TiO2-VO更高的催化活性。对于Ru/P-(R)TiO2-VO, *H优先吸附在Ru原子上,吉布斯自由能(ΔGH)为 0.59 eV,Ru原子上存在显著的质子俘获,从而限制了氢解吸过程(图4g)。如图4h所示,P原子的p轨道距离费米能级有一定距离,而Ru d轨道向上向费米能级移动。 考虑轨道理论,与Ru H键相比,P H键显著减弱,与计算的ΔGH值一致;因此,H从Ru位点外溢到表面P位点有利于H2的解吸。图4i总结了Ru/P-(R)TiO2-VO在Ru位(黑线)和P位通过氢溢出途径(红线)的HER自由能值;ΔGH*值为0.41 eV,比仅涉及Ru位点的相应值(0.59 eV)更接近于零,表明H2生成增强。此外, Ru/P-(R)TiO2-VO通过Tafel步骤生成氢的自由能势垒为0.11 eV,远低于Heyrovsky步骤生成氢的自由能势垒(0.26 eV),表明在Ru/P-(R)TiO2-VO的表面位置上,Tafel过程比Heyrovsky过程更有利。总而言之, Ru/P-(R)TiO2-VO表面的碱性HER包括H2O的解离,Ru位点对H有很强的吸附(ΔGH-Ru 0),氢气从Ru位点外溢到表面P位点,P位点的氢高效解吸(ΔGH-P 0)。TiO2载体上的P掺杂和VO提高了水吸附能力,降低了水解离的能垒,促进了氢从Ru簇向P位点的外溢,协同增强了电催化析氢活性。
  结论
  总之,本研究描述了一种催化剂的制备,该催化剂由钌簇固定在P掺杂的缺陷TiO2超小纳米颗粒(Ru/P-TiO2)上,其中TiO2衬底的Ti原子部分被P原子取代。Ru/P-TiO2在碱性介质中表现出类似Pt/C的几何电催化活性,在- 0.05 V / RHE条件下,其质量活性可达9984.3 mA mgRu 1,分别是Pt/C和Ru/TiO2的34.3倍和18.7倍。实验结果和理论DFT计算表明,P掺杂缺陷金红石-TiO2负载Ru对HER的活性高于锐钛矿-TiO2。此外,P的轻掺杂和氧空位协同促进了水的吸附和解离,显著提高了后续氢从Ru位向表面P位的产生H2,明显增强了HER活性。本研究为基于电子金属载体工程的碱性HER高性能电催化剂的设计与开发提供了新的策略。
  参考文献
  Zhou, S., et al. (2022). "Boosting Hydrogen Evolution Reaction by Phase Engineering and Phosphorus Doping on Ru/P-TiO2." Angewandte Chemie-International Edition 61(47).

小威温网首轮出局,她脸上为什么要贴着胶带?7届温网单打冠军23个大满贯冠军小威最近在网坛又刮起了一阵旋风,但这阵旋风的强度和持续时间都低于很多人的预期。去年温网首轮出局后,小威就疏离了单打赛场,过着半退役的生活。时隔一年后她是国乒隐藏富二代,是李隼关门弟子,却因癌症痛失主力地位近日中国乒乓球队主力球员依旧在山东威海进行集训,而在过去的欧洲乒乓球比赛里,中国乒乓球队并没有取得突出的荣誉,年轻球员在赛场上显得非常平庸,他们没有强硬的表现,在几站欧洲比赛里难求詹皇和库里已经开始提前训练,詹皇这就是我们与众不同的原因小学生库里在夺冠之后,竟然玩起了心眼,悄悄得提前开始训练起来。不约而同的是詹皇也早早就开启了训练,此前和勒夫在一起已经曝光了多组训练画面,而他的队友浓眉刚刚加入一支电子竞技俱乐部,美科RISE系列新品触屏式全面屏,让柜子更高端在大众普遍追求生活品质的今天,智能电子锁行业日新月异,各种新的功能层出不穷,无论是基础的安全保障还是使用中的各种小细节,智能电子锁厂家都在不断优化,致力于为用户带来更好的使用体验。苹果手机Plus版本正式回归?背刺iPhone13系列用户引热议转眼今天已然到了六月的最后一天,这也意味着今年正式步入了下半年。每到下半年,可以说是各大手机厂商正式亮剑的阶段,同时也是秀肌肉的大好时候。不过最受关注的自然是苹果新机了,目前来看i努比亚Z系列和红魔宇宙新品官宣,7月见,新机连发6月30日,努比亚手机官宣,努比亚Z系列新品,将于7月发布。官方称其为直屏旗舰新标杆。发文表示,努比亚Z系列新品即将到来,这个七月,与您共同见证直屏旗舰新标杆!我们知道,努比亚Z系LVxAF1系列价格已翻23倍时尚无国界获悉,LouisVuitton与Nike合作的LVxAF1已于上个月对部分用户开启专属发售,国内平台也已开始转售LVxAF1,目前均价在56万元不等,是原价的23倍。据悉荣耀新机渲染图曝光或为X系列产品这设计太仙了手机中国新闻近日,手机中国注意到,有一张荣耀新机的渲染图在网络上流传。有消息称,此次流出渲染图的,是荣耀的下一代X系列手机,可能是荣耀X30i的迭代产品。不过目前,荣耀手机官方还没博物馆系列31尚蒂伊城堡的孔德博物馆尚蒂伊庄园距离巴黎仅50公里。雄伟的尚蒂伊城堡以其豪华的公园和美妙的喷泉而闻名,吸引了众多游客。但这座城堡不仅因其美丽的建筑和丰富的历史而闻名,它还拥有孔代博物馆,该博物馆理所当然韩国第一夫人没经验?太太团新合影站角落还被挡脸,还好美貌突出正在西班牙举行的北约峰会,最近这几天可以说是非常的热闹,各国首领都纷纷带着自己的夫人一起来参加会议,作为东道主,西班牙王后莱蒂齐亚也是担当起了导游的责任,带着第一夫人们参观了不少景拿廖化当关公,尼克斯又忍不住要犯傻了?纽约尼克斯太努力了。在过去的一周里,NBA的每个角落都能听到他们在交易。在选秀夜,尼克斯忙得团团转,通过一系列交易,他们送走了11号签肯巴沃克和四个次轮选秀权,拿到了三个未来受保护
实测355元的PCIe4。01T达墨双子座,固态硬盘真的卷前言今天开箱一款非常便宜的PCIe4。0x4固态硬盘,达墨双子座1T,日常价只需399不到,便宜大碗也适合给索尼PS5加装。如果各位朋友觉得1T不够用不过瘾,后续我会带来达墨天秤座添可芙万2。0LED版洗地机卷成这样,还用啥拖把?春节期间帮大忙啦,地面清洁效率神器!欢迎来看Kim较瘦,今天要体验添可芙万2。0洗地机LED版,看看洗地机与吸尘器扫拖机器人,哪个更具性价比?春节的烦恼好不容易赶走阴霾,兔年春节走最新历史得分榜前十詹姆斯第1贾巴尔2科比4乔丹5安东尼9詹姆斯超贾巴尔加盟历史得分王。至此,最新历史得分榜前十中,詹姆斯以38388分高居第一。前十如下1詹姆斯38388分2贾巴尔38387分3卡尔马龙36928分4科比33643分5乔莫兰特历史得分王只有一个,得分王年年都有,乔丹只停留在传说莫兰特认为很多人说詹姆斯的得分记录很快就会有其他人破掉。但我认为,未来很难有人能破掉。看看之前有个报道统计的球队场均得分。近三十多年几乎没变化。得分王每个赛季都有一个,总得分王历史围甲成都重启,浙江队剑指前八,首轮力拼大胜拉萨钱江晚报小时新闻记者张峰在经过几个月的苦苦等候,2022年华为手机杯中国围棋甲级联赛2月3日在成都重启。浙江浙商证券队在与拉萨棋院队第十轮补赛中以一场酣畅胜利迎来了常规赛最后阶段的CBA三消息NBL数据王引关注,CBA第一大外闲置,曾凡博创造历史NBL常规赛收官,陕西信达队中锋杨文学赛季场均25。5分14。1篮板2盖帽,包揽得分王篮板王盖帽王,帮助球队取得头名。这名宁夏的球员,身高2。06左右,今年24岁正是上升期,因为杨为什么年轻人不想结婚,年长者却拼命催婚?一个年轻人,面对这世界形形色色的虚妄的诱惑,他唯一能够说服自己,他唯一能够堂而皇之的借口就是他还年轻,因为年轻,就有无数犯错的可能,就有犯错而不被追究的可能,只是因为年轻这是他们唯如果她们来演狂飙中的大嫂文姜姜世上的女人,谁不想被叫一声大嫂,迈出老大的步伐,释放舍我其谁的气场。狂飙中的大嫂圈粉无数,高叶将自身的美与人物结合,形成了一种让观众移不开眼睛的效果。高启强的女人,应该拥有怎祝健康!TVB老戏骨承认做开脑手术,记忆变差但不放弃演戏提及TVB御用恶奶奶小伙伴们你们会想到谁呢?今天笔者要提的便是老戏骨李枫,李枫原名李惠欢,被观众所熟知的角色便是尖酸刻薄的恶奶奶形象,尽管荧幕上是惹人厌恶的角色,但是私下李枫却十分狂飙高启强与刘华强,谁更厉害?狂飙剧与征服最近被网友发现有两处巧合,一个是现实中真有一家企业叫强盛集团,老板叫孙红雷中,再就是两部剧的主人公都有骑电动车的情节,因此被不少网友拿出来对比。还有朋友拿高启强与刘华强从广东韶关走出的五位明星,珠江台的两任综艺一姐都是韶关人一,张颂文在过去,出道近二十年的张颂文在国内影视圈一直都表现得默默无闻,虽然他的演技一如既往那么稳定,可惜他从来没有获得过足够的表现机会,直到2023年,随着电视剧狂飙的热播,已经