一种有效的析氧催化剂:多孔Co_3O_4超薄纳米片
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- 英文论文题名：Ultrathin Porous Co_3O_4 Nanoplates as Efficient Catalysts for Oxygen Evolution Reaction
- 论文作者：周学梅 ; 夏招明 ; 瞿永泉
- 英文论文作者：Xuemei Zhou ; Zhaoming Xia ; Yongquan Qu ; Center of Applied Chemical Research ; Frontier Institute of Science and Technology ; Xi'an Jiaotong University
- 年：2016
- 作者机构：西安交通大学前沿科学技术研究院;
- 论文关键词：孔材料 ; 超薄纳米片 ; 析氧反应 ; 电催化
- 会议召开时间：2016-07-01
- 会议录名称：中国化学会第30届学术年会摘要集-第二十九分会：电化学材料
- 语种：中文
- 分类号：O643.36
- 学会代码：ZGHY
- 会议名称：中国化学会第30届学术年会-第二十九分会 ; 电化学材料
- 会议地点：中国辽宁大连
- 主办单位：中国化学会
- 学会名称：中国化学会
- 页数：1
- 文件大小：283k
- 原文格式：D
- 会议级别：全国
摘要
我们用一种温和的方法制备出多孔的Co_3O_4超薄纳米片,通过调控温度,可以得到具有不同孔密度、孔尺寸、晶粒大小和比表面积的样品,并且此种制备方法可以放大。经过研究,我们发现250度处理的多孔纳米片具有最大的比表面积和最小的晶粒尺寸,标记为Co_3O_4-250。Co_3O_4-250具有以下优点:Co_3O_4-250具有最大比表面积(160.9 m~2/g),相对于其他温度处理Co_3O_4和中孔Co_3O_4而言,在电化学催化中,Co_3O_4-250能够提供更多的表面活性位点;Co_3O_4-250孔密度都比其他的催化剂要大,并且具有最小的晶粒(3.0 nm),而中孔Co_3O_4晶粒尺寸在6-7 nm之间,因此Co_3O_4-250的表面活性中心Co具有相对小的配位数,从而其具有更加高的反应活性;Co_3O_4-250纳米片的厚度仅仅只有10 nm,其远远小于几百纳米的中孔Co_3O_4,使得电解质在电极中容易扩散,促进电解质和催化材料的表面接触,因而催化产生的氧气更加容易逃离催化剂材料表面,从而有助于催化剂表面活性的恢复。Co_3O_4-250电极材料在析氧反应中表现出了良好的稳定性、高的反应转换频率和小的塔菲尔斜率。
A facile and scalable method is devised to synthesize porous Co_3O_4 nanoplates with controllable morphologies. The highest catalytic activity was achieved on porous Co_3O_4 nanoplates annealed at 250°C due to its large surface area, small crystalline size, short O_2 escape length and efficient electrolyte diffusion. Porous Co_3O_4 nanoplates can work as electrochemical catalysts for oxygen evolution with a high turnover frequency(TOF), a small Tafel slope and good stability.
A facile and scalable method is devised to synthesize porous Co_3O_4 nanoplates with controllable morphologies. The highest catalytic activity was achieved on porous Co_3O_4 nanoplates annealed at 250°C due to its large surface area, small crystalline size, short O_2 escape length and efficient electrolyte diffusion. Porous Co_3O_4 nanoplates can work as electrochemical catalysts for oxygen evolution with a high turnover frequency(TOF), a small Tafel slope and good stability.
引文
[1]Esswein,A.J.;McM urdo,M.J.P.;Ross,N.;Bell,A.T.;Tilley,T.D.J.Phys.Chem.C 2009,113:15068.
[2]Liang,Y.Y.;Li,Y.G.;Wang,H.L.;Zhou,J.G.;Wang,J.;Regier,T.;Dai,H.J.Nat.Mater.2011,10:780.
[2]Liang,Y.Y.;Li,Y.G.;Wang,H.L.;Zhou,J.G.;Wang,J.;Regier,T.;Dai,H.J.Nat.Mater.2011,10:780.