近日,蘇州大學黃小青教授首次報道了一種溼化學方法來合成僅具有5至6個原子層厚度的部分羥基化的超薄Ir奈米片(Ir-NSs)。由於超薄NSs具有大比表面積和大量暴露的配位不飽和表面位點,所得Ir-NSs在較寬的pH範圍內對OER和HER均顯示出優異的電催化活性。效能明顯優於IrO2和Pt/C商業催化劑。相關成果發表在《National Science Review》上。(DOI:10.1093/nsr/nwaa058)
圖源於論文
解讀:
1、研究的目的和解決的問題
目前,用於氫析出HER和氧析出OER最優的催化劑分別為Pt基催化劑和Ir基催化劑,然而催化劑比較昂貴,所以本文的目的也是為了解決這個問題,降低催化劑的用量,降低成本。
2、為什麼做奈米片?
二維材料,特別是超薄的奈米片,具有超高的比活性位,從而能提高原子的利用率,達到降低催化劑用量的目的。
3、亮點
奈米片厚度只有5至6個原子層,且證明了表面羥基的作用。效能方面,如下圖所示,無論在酸性還是鹼性體系,效能都有較大的提升。
4、總結
這個催化劑還是比較貴,離商業應用還比較遠,但是基礎研究的價值比較高,提供了一種奈米片的合成方法,為其它體系的開發提供了思路。此外,工作比較細緻,機理現象解釋清晰。
作者簡介:
黃小青,材料與化學化工學部特聘教授,2014年入選中組部“青年千人計劃”,2016年入選江蘇省第五期“333工程”,“六大人才高峰”和“雙創人才計劃”,2017年獲江蘇省傑出青年基金。Science China Materials和Rare Metals編委。Nat. Commun.、J. Am. Chem. Soc.、Angew. Chem. Intl. Ed.、Adv. Mater.、Nano Lett.、ACS Nano等雜誌的審稿人。