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亚博yabo方明助理教授、柳文军副教授在《Advanced Energy Materials》发表研究论文

发表于: 2020-06-08 16:01 点击:

  近日,我校亚博yabo方明助理教授、柳文军副教授研究团队在能源催化方面取得重要进展,成果以Surface-Guided Formation of Amorphous Mixed-Metal Oxyhydroxides on Ultrathin MnO2 Nanosheet Arrays for Efficient Electrocatalytic Oxygen Evolution”为题发表在材料领域顶级杂志《Advanced Energy Materials(JCR一区,影响因子为21.875)上。亚博yabo院方明助理教授为论文第一作者,柳文军副教授及香港城市大学Johnny C. Ho教授为论文共同通讯作者。

  近年来非晶纳米材料在电催化中的应用引起了广泛关注。相比于晶体材料,非晶材料由于其内部原子的无序排列及表面悬挂键的存在往往现出更高的催化活性,但其较差的导电性及合成过程中难以控制形貌的问题限制了其催化活性的充分发挥。有鉴于此,研究团队提出了一种“表面引导形成非晶催化剂”的材料设计思路,通过简单的电偶置换反应,在镍掺杂二氧化锰(Ni-MnO2)纳米片阵列表面形成镍--氧非晶态混合物覆盖层。

所得材料在电解水析氧反应中表现出优异的催化活性,在1 M KOH电解液中,仅需要232 mV的过电势就可达到10 mA cm−2的电流密度,远低于Ni-MnO2对照催化剂达到同样电流密度所需的307 mV。同时,该催化剂也表现出良好的稳定性,在100 mA cm−2的高电流密度下工作至少 40 h未见性能衰减。详细的结构和电化学表征表明,独特的Ni-MnO2超薄纳米片阵列不仅提供了较大的比表面积来形成活性非晶态催化层,而且由于其较高的导电性,确保了有效的电荷传输,这种协同作用有助于大大提高催化剂的活性。

这种“表面引导”合成策略为功能化非晶材料的在三维尺度上的集成及应用提供了新思路、新方法。




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