Loading IrOx Clusters on MnO2 Boosts Acidic Water Oxidation via Metal–Support Interaction

纳米团簇 贵金属 过电位 催化作用 材料科学 分解水 析氧 氧化还原 X射线光电子能谱 电化学 金属 化学工程 无机化学 纳米技术 物理化学 电极 化学 光催化 生物化学 工程类 冶金
作者
Yunchu Zeng,Yan Li,Shubo Tian,Xiaoming Sun
出处
期刊:ACS Applied Materials & Interfaces [American Chemical Society]
卷期号:15 (40): 47103-47110 被引量:6
标识
DOI:10.1021/acsami.3c11038
摘要

Noble metal-based electrocatalysts are crucial for efficient acidic water oxidation to develop green hydrogen energy. However, traditional noble metal catalysts loaded on inactive substrates show limited intrinsic catalytic activity, and their large sizes have compromised the atom efficiency of these noble metals. Herein, IrOx nanoclusters with sizes below 2 nm, displaying high atom-utilization efficiency of Ir species, were supported on a redox-active MnO2 nanosubstrate (IrOx/MnO2) with different phases (α-MnO2, δ-MnO2, and ε-MnO2) to explore the optimal combination. Electrochemical measurements showed that IrOx/ε-MnO2 had excellent OER performance with a low overpotential of 225 mV at 10 mA cm-2 in 0.5 M H2SO4, superior to its counterpart, IrOx/α-MnO2 (242 mV) and IrOx/δ-MnO2 (286 mV). Moreover, it also delivered robust stability with no obvious change in operating potential at 10 mA cm-2 during 50 h of continuous operation. Combining the XPS results and Bader charge analysis, we demonstrated that the strong metal-support interactions of IrOx/ε-MnO2 could effectively regulate the electronic structures of the active Ir atoms and stabilize IrOx nanoclusters on supports to suppress their detachment, resulting in significantly enhanced catalytic activity and stability for acidic OER. DFT calculations further supported that the enhanced catalytic OER performance of IrOx/ε-MnO2 could be ascribed to the appropriate strength of interactions between the active Ir sites and the reaction intermediates of the potential-determining step (*O and *OOH) regulated by the redox-active substrates.
最长约 10秒,即可获得该文献文件

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
更新
大幅提高文件上传限制,最高150M (2024-4-1)

科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
酷炫的面包完成签到,获得积分20
1秒前
AOLIN完成签到,获得积分10
2秒前
在水一方应助坚定幻嫣采纳,获得10
2秒前
3秒前
3秒前
积极睫毛发布了新的文献求助10
4秒前
5秒前
6秒前
脑洞疼应助完美的火车采纳,获得30
6秒前
6秒前
大模型应助大呲花采纳,获得10
7秒前
11111111111发布了新的文献求助10
7秒前
dabing发布了新的文献求助10
8秒前
阿拉完成签到,获得积分10
9秒前
小马甲应助AOLIN采纳,获得10
9秒前
TIAN完成签到,获得积分20
9秒前
9秒前
你好小白完成签到 ,获得积分20
11秒前
147258发布了新的文献求助10
11秒前
shitou发布了新的文献求助10
11秒前
不安毛豆发布了新的文献求助10
11秒前
12秒前
阿克曼发布了新的文献求助10
12秒前
14秒前
14秒前
15秒前
15秒前
15秒前
Owen应助甜蜜冰萍采纳,获得10
15秒前
dabing完成签到,获得积分10
15秒前
自觉南风发布了新的文献求助10
17秒前
17秒前
17秒前
linpa完成签到 ,获得积分10
18秒前
穆紫应助SCIER采纳,获得10
18秒前
打打应助不安毛豆采纳,获得10
19秒前
大呲花发布了新的文献求助10
19秒前
Dosomething完成签到 ,获得积分10
21秒前
丽颖完成签到,获得积分20
21秒前
小樊完成签到 ,获得积分10
21秒前
高分求助中
Sustainability in Tides Chemistry 2000
Bayesian Models of Cognition:Reverse Engineering the Mind 800
Essentials of thematic analysis 700
A Dissection Guide & Atlas to the Rabbit 600
Very-high-order BVD Schemes Using β-variable THINC Method 568
Mantiden: Faszinierende Lauerjäger Faszinierende Lauerjäger 500
PraxisRatgeber: Mantiden: Faszinierende Lauerjäger 500
热门求助领域 (近24小时)
化学 医学 生物 材料科学 工程类 有机化学 生物化学 物理 内科学 纳米技术 计算机科学 化学工程 复合材料 基因 遗传学 催化作用 物理化学 免疫学 量子力学 细胞生物学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 3124803
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 2775148
关于积分的说明 7725553
捐赠科研通 2430633
什么是DOI,文献DOI怎么找? 1291291
科研通“疑难数据库(出版商)”最低求助积分说明 622121
版权声明 600328