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余家国/朱必成AM:Pt3Fe/NMCS-A助力全pH值HER
有序金属间合金通过提供双活性位点协同加速H2O解离和H+还原,在全pH值析氢反应(HER)中表现出优异的性能。基于此,中国地质大学(武汉)余家国教授和朱必成副研究员等人报道了活化的N-掺杂介孔碳球负载的金属间化合物Pt3Fe合金(Pt3Fe/NMCS-A)作为全pH值HER的高效电催化剂。
在0.5 M H2SO4、1.0 M KOH和1.0 M磷酸盐缓冲溶液(PBS)中,Pt3Fe/NMCS-A过电位(η10)分别为13、29和48 mV,电流密度为10 mA cm−2,并具有良好的稳定性以保持整体催化性能。
通过DFT计算,作者研究了Pt3Fe/NMCS-A优异的HER活性,以及Pt和Fe之间的强电子相互作用。
作者分别使用Pt3Fe合金、Pt金属和Fe金属模型来表示Pt3Fe/NMCS-A、Pt/NMCS-A和Fe/NMCS-A。通过Volmer步骤将H+阳离子吸附在Pt位点上,再通过Tafel步骤将形成的H*中间体结合成H2。当Pt和Fe作为吸附位点时,Pt3Fe/NMCS-A的ΔGH*分别为-0.18和0.20 eV。ΔGH*为正极表示中间产物H*在Fe位点的吸附较弱,不利于后续H2的生成。Pt3Fe/NMCS-A(H吸附在Pt上)、Pt3Fe/NMCS-A(H吸附在Fe上)、Pt/NMCS-A和Fe/NMCS-A分别表现出ΔGH*为-0.18、0.20、-0.21和0.56 eV,表明Pt3Fe/NMCS-A在Pt位点上具有更强的HER活性。
此外,Bader电荷分析揭示了Pt与Fe之间的强电子相互作用以及Pt的电子接受特性,其中吸附H后Pt(n)上的累积电子数从0.19 e−增加到0.23 e−。总态密度(DOS)发现,Pt3Fe/NMCS-A在Pt 5d轨道上的εd比Pt/NMCS-A更低,与Pt3Fe/NMCS-A轨道最低|ΔGH*|的观测结果非常吻合。
由于Pt 5d轨道与H 1s轨道的杂化,Pt 5d轨道的εd向负值偏移,进一步证明了Pt 5d轨道促进了电子再分配,减弱了Pt 5d轨道与H 1s轨道的相互作用。
Modulating The D-Band Center Enables Ultrafine Pt3Fe Alloy Nanoparticles for Ph-Universal Hydrogen Evolution Reaction. Adv. Mater., 2023, DOI: https://doi.org/10.1002/adma.202303030.
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3,6,9,12-四草酸酯四癸二酸_CAS:32775-08-9
2024-07-26
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2,2-双(((4-叠氮基-2,3,5,6-四氟苯甲酰基)氧基)甲基)丙烷-1,3-二基双(4-叠嗪基-2,3,6-四氟苯甲酸酯_2,2-bis(((4-azido-2,3,5,6-tetrafluorobenzoyl)oxy)methyl)propane-1,3-diyl bis(4-azido-2,3,5,6-tetrafluorobenzoate)_CAS:157928-53-5
2024-06-24
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(8R,9S,13S,14S)-13-甲基-3-乙烯基 6,7,8,9,11,12,13,14,15,16-十氢-17H 环戊基[a]菲17-酮_ (8R,9S,13S,14S)-13-methyl-3-vinyl6,7,8,9,11,12,13,14,15,16-decahydro-17Hcyclopenta[a]phenanthren-17-one _CAS:151171-58-3
2024-06-24
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松柏醇-7-硝基苯并[c][1,2,5]恶二唑_2-[(E)-3-(4-hydroxy-3-methoxyphenyl)prop-2-enoxy]-N-[2-[(4-nitro-2,1,3-benzoxadiazol-7-yl)amino]ethyl]acetamidel_CAS:1803427-21-5
2024-06-24
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(2E)-N-(1-(3-氯苄基)-1H-咪唑-4-基)-3-(吡啶-3-基)丙-2-烯酰胺_(2E)-N-(1-(3-chlorobenzyl)-1H-imidazol-4-yl)-3-(pyridin-3-yl)prop-2-enamide_CAS:2128292-12-4
2024-06-24
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橙花叔醇葡萄糖苷_β-D-glucopyranosyl-(1->3)-6,7-trans-nerolidol_CAS:116174-71-1
2024-06-24
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(6S)-3-甲基-6-(1-烯-2-基)环己-2-烯醇_(6S)-3-methyl-6-(prop 1-en-2-yl)cyclohex-2-enol_CAS:1313708-57-4
2024-06-24
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(6R)-3-甲基-6-(1-烯-2-基)环己-2-烯醇_(6R)-3-methyl-6-(prop 1-en-2-yl)cyclohex-2-enol_CAS:1647065-98-2
2024-06-24
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乙基紫精二六氟磷酸盐_ethylviologen bis(hexafluorophosphate)_CAS:138926-07-5
2024-06-24
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四羟乙基乙二胺_CAS:140-07-8
2024-06-24
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(S)-2-(乙酰基硫基)丙酸_CAS:167466-66-2
2024-06-24
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TEMPO_CAS:2564-83-2
2024-06-24
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N-Boc-反式-4-氨基-脯氨酸甲酯盐酸盐_CAS:334999-32-5
2024-06-24