操纵配体-提高贵金属气凝胶电催化性能的新方向

时间:2020-04-02 18:26 来源:seo 作者:杏鑫 点击量:

操纵配体-提高贵金属气凝胶电催化性能的新方向

德累斯顿大学的化学家们已经制造出了表面清洁的贵金属气凝胶,通过重新审视配体化学来提高电催化性能。他们在《国际化学期刊》上发表了他们的研究结果。

贵金属气凝胶是一类新兴的多孔材料,具有纳米级、高活性的贵金属和多孔结构,在多种电催化过程中表现出前所未有的性能。然而,各种杂质,特别是有机配体,经常参与合成并停留在相应的产物中,阻碍了NMAs本征电催化性能的研究。另一方面,有机配体的存在通常被认为是有害的催化过程,因为它们可以阻止活性位点。然而,这还没有在NMA系统中得到验证,因为缺乏方法来以受控的方式在清洁NMA中引入配体。

来自中国的Ran Du是Alexander von Humboldt的研究员,自2017年以来一直在德累斯顿大学的Alexander Eychmuller教授的物理化学小组中担任博士后。大学的教授,他和斯蒂芬Barcikowski Duisburg-Essen最近创建surface-clean贵金属气凝胶通过使用laser-produced纳米粒子,从而揭示出新的维度增强electro-oxidation乙醇电催化性能(直接乙醇燃料电池的阳极反应)通过调节配位化学。

Ran Du和他的团队通过激光烧蚀制备了各种无机盐稳定的金属纳米粒子,这些金属纳米粒子可以作为无有机配体的前体。通过这种方法,他们制备了金(Au)、钯(Pd)和金-钯(Au-Pd)的无杂质NMAs。这一成果突出了NMAs固有的电催化性能。此外,这些清洁凝胶被用作一个平台,有意地嫁接特定的配体,通过配体定向调制的电催化性能得到了明确的证明。其机制是由于不同配体的电子密度调制,其中乙醇氧化反应(EOR)的电催化活性与金属的氧化态呈正相关。在这方面,聚乙烯吡咯烷酮(PVP)修饰的金-钯双金属气凝胶的电流密度显著高于商业Pd/C(钯/碳)的5.3倍,高于金-钯的原始气凝胶的1.7倍。

Ran Du说:“通过这项工作,我们不仅提供了一种制造无杂质NMAs的策略,以探测其内在特性,而且通过重新考察配体的作用,为设计高性能的电催化剂提供了一个新的维度。”

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