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卢剑天1,赵曼帧1,张保华1,宋爽2,张玉微1,2
LU Jiantian1, ZHAO Manzhen1, ZHANG Baohua1, SONG Shuang2, ZHANG Yuwei1,2
摘要: 针对镍基电催化剂在甲醇氧化反应(MOR)中活性位点不足、导电性差和催化反应动力学速度慢等瓶颈问题,本研究通过晶格掺杂工程策略,采用低成本钼酸铵前驱体结合煅烧工艺,成功构建了氧空位与Ni3+活性位点协同增强的Mo掺杂NiO催化剂。实验结果表明:随着Mo掺杂量从0增加至28 at %,催化剂表面氧空位浓度由30.18 %梯度提升至56.59 %,Ni3+物种占比从65.55%增至85.91 %;当Mo掺杂量为28 at %时,在1.0 M KOH/1.0 M CH3OH电解液中,1.7 V vs. RHE电位下获得280.8 mA·cm-2的电流密度,较未掺杂NiO(21.7 mA·cm-2)提升12.9倍,Tafel斜率由63 mV·dec?1显著降低至25 mV·dec-1。该文通过XRD、SEM、TEM、XPS的系统表征,还对Mo掺杂制备氧空位浓度和Ni3+/Ni2+比值可调变的NiO催化剂的形成机制和MOR电催化效果展开详细研究,初步揭示了其背后的原理和构效关联。该工作将为设计具有高活性位点浓度的高效DMFC阳极催化剂提供了新思路。
中图分类号:
TrendMD: