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Inducing a Synergistic Effect on Ptδ+/Electron-Rich Sites via a Platinization Strategy: Generating Hyper-High Current Density in Hydrogen Evolution Reaction

电流(流体) 电流密度 电子 化学 化学物理 材料科学 纳米技术 原子物理学 物理 核物理学 热力学 有机化学 量子力学
作者
Shanshan Wang,Qin Zhao,Quanlei Ma,Rong Z. Gan,Yiling Ran,Weizhen Fang,Cui‐Juan Wang,Ling Fang,Qingguo Feng,Yan Zhang,Dingsheng Wang,Yadong Li
出处
期刊:Nano Letters [American Chemical Society]
卷期号:24 (36): 11286-11294 被引量:11
标识
DOI:10.1021/acs.nanolett.4c03031
摘要

Herein, we propose a platinization strategy for the preparation of Pt/X catalysts with low Pt content on substrates possessing electron-rich sites (Pt/X: X = Co3O4, NiO, CeO2, Covalent Organic Framework (COF), etc.). In examples with inorganic and organic substrates, respectively, Pt/Co3O4 possesses remarkable catalytic ability toward HER, achieving a current density at an overpotential of 500 mV that is 3.22 times higher than that of commercial Pt/C. It was also confirmed by using operando Raman spectroscopy that the enhancement of catalytic activity was achieved after platinization of the COF, with a reduction of overpotential from 231 to 23 mV at 10 mA cm–2. Density functional theory (DFT) reveals that the improved catalytic activity of Pt/Co3O4 and Pt/COF originated from the re-modulation of Ptδ+ on the electronic structure and the synergistic effect of the interfacial Ptδ+/electron-rich sites. This work provides a rapid synthesis strategy for the synthesis of low-content Pt catalysts for electrocatalytic hydrogen production.
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