尽管MXenes在催化和能源应用方面吸引了人们极大的关注,然而其氧化还原活性比较差。
近日,北京化工大学邱介山教授,中科院大连化物所吴凯丰研究员,大连理工大学王治宇教授报道了利用电磁波的等离激元响应来提高MXenes的固有电催化活性。
文章要点
1)研究发现,在可见-近红外区,局域表面等离激元共振(LSPR)诱导的热等离激元和热电子效应可以增强MXene的电催化活性。热等离激元降低了HER的吸热焓和势垒,导致Ti3C2Tx MXene在不同的酸碱度条件下电流上升约40-61%。而在亚飞秒-皮秒的时间尺度内同时注入的热电子则显著促进了界面电荷转移,降低了反应的活化能,FE增加20-48%,而在0.5 M H2SO4和1.0 M KOH中活化能分别降低41-65%和21-36%。
结果显示,这两种作用均可使不同类型Mxenes(Nb2CTx, Ti3C2Tx, V4C3Tx)的HER活性提高5倍以上,并在全pH范围内提高动力学和法拉第效率。
参考文献
Xianhong Wu, et al, Boosting the Electrocatalysis of MXene by Plasmon-induced Thermalization and Hot-electron Injection, Angew. Chem. Int. Ed., 2021
10.1002/anie.202016181
https://doi.org/10.1002/anie.202016181