析氧反应(OER)的迟缓反应动力学极大地降低了电化学裂解水的效率。在酸性电解质中,Ir是促进OER的最先进的电催化剂之一。然而,如何合成高质量的一维Ir基纳米结构来提高电催化性能仍然是一个巨大的挑战。
有鉴于此,厦门大学黄小青教授等人,报道了一种模板辅助合成方法,其中以 Te NWs 作为模板合成一维多孔 Ir-Te 纳米线(Ir-Te NWs)。
本文要点
1)与商业 IrO2 和 Ir/C 相比,Ir-Te NW 表现出高度增强的 OER 性能。具体而言,在 1 M KOH 和 0.5 M H2SO4 中达到 10 mA·cm-2 的过电位分别为 248 和 284 mV,远低于商业催化剂。
2)Ir-Te NW 还显示出比商业 IrO2 和 Ir/C 更小的塔菲尔斜率,表明反应动力学更快。此外,在 1 M KOH 和 0.5 M H2SO4 中分别进行 25 和 20 小时稳定性测试期间,Ir-Te NW 可以保持更持久的 OER 活性,衰减可忽略不计。
3)进一步的分析表明,Ir-Te NWs 显着改善的 OER 性能可归因于更大的电化学表面积和更小的电阻。更重要的是,Ir-Te NW 的模板化合成可以轻松扩展到其他金属-Te NW 的制造,包括 Ru-Te、Rh-Te 和 Pt-Te NW。
总之,该工作中一维金属基纳米线的设计和合成为合成具有明显增强催化性能及更高性能的多样化一维金属纳米结构提供了一种新的思路。
参考文献:
Li, L., Wang, P., Cheng, Z. et al. One-dimensional iridium-based nanowires for efficient water electrooxidation and beyond. Nano Res. (2021).
DOI: 10.1007/s12274-021-3603-9
https://doi.org/10.1007/s12274-021-3603-9