氫的控制在許多重要應用起到非常重要的作用,氫溢流通常與載體的情況有關。因此人們提出了一個問題:如何將氫溢流受到阻止的載體上產生氫溢流。
有鑒于此,蘇州大學邵琪副研究員、紀玉金副教授、廈門大學黃小青教授等報道一種亞穩態2D邊緣共用氧化物,六方晶相Hex-HfO2(P63mc(186),配位數目為6),其能夠作為非常理想的材料平臺,發現修飾Ru納米簇,能夠產生高效的氫溢流(Ru/Hex-HfO2)。
本文要點:
(1)
對于穩定的單斜晶相HfO2(M-HfO2, P21/c (14), 配位數目為7)載體,不產生氫溢流。作為酸性HER反應,Ru/Hex-HfO2在電流密度為10 mA cm-2的過電勢僅為8 mV,Ru的利用活性(utilization activity)在30 mV高達14.37 A mgRu-1。
(2)
詳細的機理表征結果表明,Hex-HfO2載體具有數值為正的氫吸附自由能,因此氫容易在Hex-HfO2載體發生氫溢流。此外,Ru和Hex-HfO2之間的強相互作用改善氫中間體脫附,促進表面氫溢流。
這項研究為開發亞穩態氧化物載體用于先進的催化提供指導。
參考文獻
Qun Wang, Jinxin Chen, Shiya Chen, Dingyanyan Zhou, Yutong Du, Yujin Ji, Yutian Xiong, Jia Ke, Wenxiang Zhu, Yue Wang, Dongdong Gao, Wei-Hsiang Huang, Chih-Wen Pao, Yang Sun, Youyong Li, Mingwang Shao, Zhiwei Hu, Xiaoqing Huang, Qi Shao, 2D Metastable-Phase Hafnium Oxide Triggers Hydrogen Spillover for Boosting Hydrogen Production, Adv. Mater. 2025
DOI: 10.1002/adma.202415978
https://advanced.onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1002/adma.202415978